焦耳定律复习

• ?动脑想想：什么电器工作时电能没有全 电动机
电风扇 、 部转化为热？ • 电能（W）=热能（Q）+动能
等。
典型例题解析
【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着 铜导线却不怎 么热，这是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通 过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热 量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的 电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多. I1 R=5Ω I = 2I1
I A
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。
现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。 说明：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流 所产生的热量越多。
请分析一下，以上的实验方法具体 用到了那些物理研究方法？
• 控制变量法 • 转换法
焦耳定律
1、内容：电流通过导体产生的热量， 跟电流的二次方成正比，跟导体的电 阻成正比，跟通电时间成正比。
2、公式：Q＝I2Rt
注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对 的是同一段导体而言的； 2、Q是I的二次方成正比； 3、计算时各物理量的单位：I—— 安， R——欧，t——秒，Q——焦。
提出问题：
电流产生的热量跟哪些因素有关呢？
电流的大小
猜想： 导体电阻的大小 通电时间
实验探究
实验目的:
研究电流通过导体产生的热量跟 哪些因素有关
实验方法：控制变量法 实验原理:
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.
3、焦耳定律理论推导：
因为 W=Q 且 W=UIt
2
U=IR
所以 Q=W=UIt=(IR)It=I Rt
4、焦耳定律公式扩展： Q=W=Pt=UIt
U =R
2
t
(只适用于纯电阻电路)
5、Q=I2Rt与W=IUt的区别
①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。 把电能只转化为热能 ②在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是 总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中 部分转发为热能的能量
即： W>Q
１.什么叫电流的热效应？
本节课学到了什么 :
电流通过导体时电能要转化成 热，这个现象叫做电流的热效应．
在电流一定时，发热功率与电 ２R；在电压一 阻成正比，即 P=Ｉ 定时，发热功率与电阻成反比，即 2／R. P=U
２.电流热效应与电阻大小的关系
1、有A、B两根电阻丝，电阻分别为 RA=3Ω，RB=2 Ω ， 并联后接入电压 为6V的电源上，这两根电阻丝上产生 热时的总功率为多少？
【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈 的电阻为2Ω ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时， 200 3800 一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J.
典型例题解析
【例3】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置， 它是由三段阻 值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路 与方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时 为高温，掷到B 点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生 的热量是低 温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电 路图.
4、有A、B两根电阻丝，电阻分别 为RA=3 Ω ，RB=2 Ω ，串联后接入 电压为6V的电源上，这两根电阻丝 上产生热时的总功率为多少？
• 若电能全部转化为热：电流产生的热Q等于 消耗电能W，即Q = W 。 • 电能的计算公式是：W= pt =UIt ______ • 根据欧姆定律：U= IR 。 2 IRIt • 所以Q= = I Rt 。
图9-3-1
答案
典型例题解析
三、电热器：利用电流的热效应制成的 加热设备 1、电热器的主要组成部分：发热体
2、发热体一般由电阻率大、熔点高的金属 丝绕在绝缘材料上做成的。
3、电热器的优点：清洁、无污染、热效 率高且便于控制和调节。
请你来做
• 1、下列不属于利用电热来工作____。 BC A电饭锅 B电动机 C电冰箱 D电 暖风 2、下列情况中属于防止电热危害___。 A A 电视机背后有散热窗 B 家电长时间停用，隔一段时间应通电一 次 C 家庭电路一般安装自动保护装置，当电 流过大时，自动切断电路 D 大型爆破工程，用电热装置引发炸药。
3、某导体的电阻是2Ω ，通过2A的电流 时，1min产生 多少焦耳的热量? 4、一只额定功率是450W的电饭锅，在 220V的额定电压下使用，每分钟产生多 少焦耳的热量? 5、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?
演示实验
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
实验装置
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
A
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。
实验分析
现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高．
说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流 所产生的热量越多．
通电后，这些 用电器会发热， 为什么？
一、电流的热效应
• 电流的热效应：电流通过导体时 电能 热 _____转化为___的现象就是电流 的热效应。 • 电流通过导体时，还会产生磁效 应和化学效应。
点亮的灯泡过一 会儿会烫手，说 明什么？
导线和电熨斗串联，为 什么电熨斗很热而导线 并不很热？说明什么？