物理3 焦耳定律教学ppt课件

这是一份物理3 焦耳定律教学ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了是电流的热效应，电热器，水用管状电热器，热水器，饮水机，电熨斗，电烤箱，电烙铁，电流的热效应，电阻不同等内容，欢迎下载使用。
1.知道电流的热效应。2.通过实验理解焦耳定律，记住焦耳定律的计算公式，并能应用公式进行简单的计算。3.通过探究电流的热效应跟电阻、电流大小的关系，学习控制变量法。4.了解电热的利用和防止。
爸爸出门时嘱咐明明好好做作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，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？为什么会有这种现象？
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
提出问题：电流的热效应与哪些因素有关？
（1）浴霸灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡下面非常热，电线却不怎么热，这是为什么？
（2）如果将小功率的浴霸灯泡换成大功率的浴霸灯泡，灯泡下面更热，这又是为什么？
（3）浴霸灯泡通电的时间更长，会产生更多的热量，这说明了什么？
【提出问题】我们发现亮度不同的灯泡，灯丝的粗细不同；材料一样、长度相同、粗细不同的灯丝，电阻不同；那么灯泡的热效应跟灯丝的电阻是否有关？
【设计实验与制订计划】制作3个如图所示的“灯泡”，其内金属丝分别选用电阻值相同的镍铬合金丝2条和电阻值不同的镍铬合金丝1条。瓶盖中间打一孔，插入带有红色液柱的细玻璃管，给金属丝通电时，观察玻璃管中红色液柱的上升情况，就可以比较电流通过镍铬合金丝产生的热量。
【设计实验与制订计划】为探究影响电流热效应的因素，实验分两步进行，设三个“灯泡”电阻分别为R1、R2、R3，其中R1=R2，R1≠R3。第一步，按如图所示连接电路，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系。
【设计实验与制订计划】为探究影响电流热效应的因素，实验分两步进行，设三个“灯泡”电阻分别为R1、R2、R3，其中R1=R2，R1≠R3。第二步，按如图所示连接电路，观察电流不同时，产生的热量与电流大小的关系。
【实验器材】电源、开关、镍铬合金丝3条、导线若干。
【进行实验与实验现象】分别动手接好电路，通电，观察发生的现象。第一步实验：电阻大的“灯泡”红色液柱升高得快。第二步实验：电流大的“灯泡”红色液柱升高得快。
方法技巧：由于热量不易直接测量，所以在实验中通过比较玻璃管中红色液柱上升的情况，来显示产生热量的多少，这是运用了转换法。
【交流论证】实验证明，在电流相同的条件下，相等时间内，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。在电阻相同的条件下，相等时间内，电流大的导体比电流小的导体产生的热量多。
【实验结论】电流和通电时间相同时，电流的热效应与电阻的大小有关，电阻越大，热效应越明显。电阻和通电时间相同时，电流的热效应与电流的大小有关，电流越大，热效应越明显。
　　焦耳（James Presctt Jule，1818—1889），英国物理学家。他用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
Q = I ²R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω s
二、焦耳定律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。
为什么用导线连接的电炉通电后，电炉很快发红发热，而导线却不热？
因导线电阻很小（百分之几欧姆），而电炉电阻很大（几十欧姆到上百欧姆），串联时导线生热很微小，故感觉不热。
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。  
所以 Q ＝W ＝ UIt ＝I2Rt
根据欧姆定律U ＝IR
又因为 W ＝ UIt 
若电流做的功全部用来产生热量，即 Q ＝ W 
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×5×60 s = 6 480 J
　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
　　额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
　　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。
三、电流热效应的利用与危害
　　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。
1．下列家用电器，利用电流的热效应工作的是(　　)
2．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(　　)A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝热皮隔热C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻 D．导线散热比电阻丝快
3．下列用电器均标有“220 V　100 W”，正常工作时相同时间产生热量最多的是(　　) A．电热水袋　　B．电视机 　　 C．电风扇　 　 D．电灯４．某导体电阻为10 Ω，通电5 min产生的热量是1200 J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是_______J。5. 下列情况中防止电热危害的是(　　) A．电视机背后有散热窗 B．家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次 C．家庭电路一般安装保险丝 D．大型爆破工程用电热引发炸药