第十八章

電功率第4節(jié)焦耳定律-第十八章1.能通過生活實例，認識電流的熱效應(yīng)；學(xué)習(xí)目標2.能在實驗的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，會用焦耳定律進行計算；3.通過學(xué)習(xí)電熱的利用和防止，學(xué)會辯證地看待問題。導(dǎo)入新課現(xiàn)在的智能手機，已成為人們生活中必備的工具。同學(xué)們用手機最多的是來做什么？用手機玩游戲用手機看視頻學(xué)習(xí)工作時間長了，手機什么感覺？手機發(fā)熱、甚至燙手講授新課生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)講授新課生活中利用電流熱效應(yīng)的用電器講授新課電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)？講授新課電熱毯和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電熱毯很熱，而導(dǎo)線卻不那么熱?猜想：可能與電阻有關(guān)。電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?講授新課為什么插座上插的用電器越多，插座及導(dǎo)線越來越熱？猜想：可能與電流有關(guān)。電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?講授新課長時間使用手機，手機為什么會發(fā)燙？猜想：可能與通電時間有關(guān)。通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?講授新課設(shè)計實驗：（1）實驗方法①一個物理量可能與多個因素有關(guān)時，采用控制變量法。把電熱傳遞給氣體（或液體），把比較電熱的多少轉(zhuǎn)化為比較氣體（或液體）受熱膨脹程度。②對不易測量或觀察的物理量，采用轉(zhuǎn)換法。（2）實驗方案電阻絲加熱密封容器中的空氣，U形管中液面形成高度差；液面差越大，產(chǎn)生的熱量越多。講授新課實驗:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系R1=5ΩR2=10ΩAU型管中液面高度的變化保持電流、通電時間相同控制變量法電路圖實驗器材轉(zhuǎn)換法電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量密閉空氣溫度變化反映講授新課

進行實驗實驗結(jié)論在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。講授新課實驗：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系IAR=10ΩR=10ΩR=10ΩI1電路圖實驗器材保持電阻、通電時間相同控制變量法觀察U型管中液面高度的變化轉(zhuǎn)換法注意：右側(cè)U型管中液面高度的變化是由右側(cè)密封在容器內(nèi)的電阻絲引起的。講授新課

進行實驗在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。講授新課在電流相同、電阻相同的情況下，通電時間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。實驗：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與通電時間的關(guān)系講授新課焦耳定律

焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英國物理學(xué)家。用近40年的時間做了400多次實驗，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。講授新課焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。2.公式：Q=I2Rt

3.單位：I—安，R—歐，t—秒，Q—焦.講授新課焦耳定律4.理論推導(dǎo)非純電阻電路：W總＞Q(W總＝UIt=W外＋Q)純電阻電路：W總=Q=Pt=UIt=t=I2RtU2R

焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算，對只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用Q=W=UIt=Pt=t來計算熱量。U2R電熱的計算：Q=I2Rt講授新課焦耳定律導(dǎo)線與電熱絲串聯(lián)，電流、時間都相同，導(dǎo)線電阻遠小于電爐絲電阻，由Q=I2Rt可知，導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量少。

電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？問題回顧講授新課跟蹤訓(xùn)練Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J1.一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?解:I=

=

=

0.6AUR36V60Ω講授新課焦耳定律想想議議:額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎矛盾，這是怎么回事?前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。講授新課電熱的利用和防止1.電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞利用電熱蒸熟米飯講授新課電熱的利用和防止利用電熱熨燙衣服

電熱器的優(yōu)點：清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。利用電熱使水升溫講授新課電熱的利用和防止2.電熱的防止很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電腦運行時要用微型風(fēng)扇及時散熱;電視機的后蓋有很多孔等等。隨堂練習(xí)1.下列用電器工作時，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A．電風(fēng)扇

B．電水壺

C．電視機

D．電動車B2．現(xiàn)有甲、乙兩個電爐子，已知電爐電阻R1＞R2，分別接入電源電壓220V的電路中，相同時間內(nèi)它們發(fā)熱情況是（

）A．甲放熱多

B．乙放熱多C．同樣多

D．無法判斷B隨堂練習(xí)3.某校師生自制了一臺電烘箱。電烘箱的電阻絲通過5A的電流時，每分鐘可產(chǎn)生6.6×104J的熱量。求這臺電烘箱的電功率和電阻絲工作時的電阻。解：

P

====1.1×103J

WtQt6.6×104J60s

R===44ΩPI21.1×103J(5A)2隨堂練習(xí)4.用如圖所示的裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，相同燒瓶內(nèi)裝滿了煤油。（1）燒瓶中裝入的煤油是________（填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）（2）請根據(jù)實物電路，在虛線框圖內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖。（3）為達到實驗?zāi)康?，選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)______，通過R1的電流_________通過R2的電流。R2

R1絕緣體相等小于隨堂練習(xí)（4）通電一段時間后，乙燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，說明__________________________________________________。（5）小紅用如左下圖示的裝置，進一步探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，經(jīng)多次實驗測量，收集實驗數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖象，根據(jù)焦耳定律可知，右下圖中能正確反映h

–I

關(guān)系的是_________。

電阻和通電時間不變，電流越大產(chǎn)生的熱量越多A課堂小結(jié)焦耳定律電熱的利用和防止2.公式