初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律图片课件ppt
展开小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业,不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业,电视机也没打开,很高兴,可是用手一摸电视机的后盖就发现,小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗?
1.认识到电能可以转化为热能,了解电热的应用。2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。3.知道电流热效应的利用与危害。
生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。
电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。
生活中利用电流热效应的用电器
电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
①可能与电阻有关。电阻越大,电流热效应越大。
电流的热效应与那些因素有关?
②可能与电流有关。电流越大,电流热效应越大。
③可能与通电时间有关。通电时间越长,电流热效应越大。
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
当电流通过电阻丝时,电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀,导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多,液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
实验1:研究电热与电阻关系
在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。
实验2:研究电热与电流关系
在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
结论1:在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多。
结论2:在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多。
结论3:在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多。
1.内容: 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。2.公式: Q = I2Rt 3.单位:焦耳(J)
焦耳(1818-1889)
例1:一根60Ω 的电阻丝接在36V的电源上,在5分钟内共产生多少热量?
分析:先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流,再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。
4.根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律
非纯电阻电路:W总>Q (W总=UIt =W外+Q)
∴Q = W = UIt = I2Rt
根据欧姆定律U = IR
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W
分析论证:电流热效应与电阻关系
1.在串联电路中,由P=UI,U=IR,可以得出P= 。
这个式子表明:电流相等时,在一定时间内,导体产生的热量跟电阻成 。
2.在并联电路中,由P=UI, , 可以得出P= 。
这个式子表明:电压相等时,在一定时间内,导体产生的热量跟电阻成 。
例2:某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5 Ω,当它正常工作一分钟后,消耗的电能为多少?线圈中产生的热量为多少?如没有其他能量的损失,则得到多少的机械能?
解:消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60s=26400J
线圈中产生的热量为: Q=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60s=120J
得到的机械能为: W机=W总-Q=26400J-120J=25200J
电热器的优点:清洁卫生,没有环境污染,热效率高,还可以方便地控制和调节温度。
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如:电视机的后盖有很多孔,为了通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
电流的热效应有时对我们有益,我们利用它;有时对我们有害,需要减少电流导致的发热,或者尽快把发出的热散发掉。
(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例
电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等
(2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施
电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机外壳有许多散热片
特征:电流通过导体会发热
探究电流热效应跟哪些因素有关
表述:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
公式: Q = I2Rt
Q = I2Rt 的推导公式的应用
1.现有甲、乙两个电炉子,已知电炉电阻R1>R2,分别接 入电源电压220V的电路中,相同时间内,它们发热情 况是 ( ) A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断2.将一台“220V 100W”的电风扇,一个”220V 100W” 的充电器,一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V 的电源上,在相同时间内,电流通过他们时发热功率最 大的是 ( ) A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇 D.一样多
3.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210Ω,它的额定功率有多大?在额定电压下通电10min产生多少热量?
因为电烙铁消耗的电能全部用来发热,所以
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
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