高二物理焦耳定律3(PPT)4-4
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第四节 焦耳定律
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电 机的机械能：
电能 内能+机械能
W＞Q热
例题
越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。
所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
四、电热的利用和防止
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
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。
2．电热的危害
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等。
课堂小结
焦耳定律 的实验和 内容
电热的利 用和危害
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2：研究电热与电流关系
R=5Ω R=5Ω 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。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用
第十八章 第４节
焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产 生。请举例说明。
一、电流的热效应
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。
想想议议
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?
焦耳定律 课件
答案：4．导体的内能 5．I2Rt I2R 6．机械能 化学能
一、电动和电功率
1．电功 (1)电功的定义：电场力对电荷做的功，叫做电功． (2)电功的表达式：W＝qU＝UIt.
即一段电路上的电功就等于这段电路两端的电压、 电路中的电流和通电时间的乘积．
(3)单位：焦耳，符号为J. 2．电功率 (1)定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比 值叫做电功率．
I2＝qt2＝UR2，又 I1＝qt1＝UR1 解得 U2＝qq21U1＝42×4 V＝8 V，
W2＝q2U2＝4×8 J＝32 J. 答案：D
二、焦耳定律和热功率
1．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体时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)表达式：Q＝I2Rt. (3)适用范围：Q＝I2Rt是电热的定义式，可求任何 电路中电流I通过电阻R时产生的热量(电热)．
焦耳定律
1．所谓电流做功，实质上是导体中的________对 自由电荷的________在做功．
2．电流在一段电路中所做的功等于这段电路 ________、电路中的______、______三者的乘积，即W ＝________.
3．单位时间内电流所做的功叫做电功率．电流在 一段电路上做功的功率P等于________与这段电路 ________的乘积，即P＝________.
(3)2 420 W 2 420 W
η＝PP机＝6646.2×100%≈97.3%.
(3)电风扇的风叶被卡住后，通过电风扇的电流为
I1＝UR＝22200 A＝11 A．
消耗的电功率P1＝I1U＝11×220 W＝2 420 W． 发热功率P内1＝IR＝112×20 W＝2 420 W. 答案：(1)0.3 A
人教版高中物理选修31：第二章 2.5焦耳定律 课件
1、电流通过导体时，导体要发热，在此过程中产生的 热量如何计算？电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么？怎样表示？
内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平 方、导体电阻和通电时间成正比。 用公式表示为：Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
◆由部分电路欧姆定律可知： Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功？
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流？电流强度是
多少？ 存在，电流强度为：I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么？
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常 所说的电流所做的功，简称为电功．
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水，需时间t秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长， 使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为L的一段， 再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用 它烧沸一 壶同样的水，则需时间 １２t 秒.
解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的12 倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的1/12，烧 沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的12倍， 故，答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
（1）纯电阻电路——只含有纯电阻的电路，如电炉、 白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
下一页
非纯电阻电路中，电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
第4节焦耳定律
的电阻产生的热量
多。
热量与电流的关系
①电阻R
③通电时间t
实验发现：
火柴棒在电流 大的
情况下的很快被点 燃。
结论：
在电阻、通电时间
相同时，电流 大的
电阻产生的热量多。
三.电流产生热量的表达式
1.焦耳定律 电流流过导体时产生的热量，跟电流的平
方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时 间成正比 。
2.公式： Q=I 2Rt
?实验原理:P=IU
?实验器材:电源,开关,导线, 小灯泡,电压表,电流表,滑动 变阻器
实验电路图
A V
连接电路
额定电压、额定功率、实际功率
? 1、额定电压：在用电器正常工作时所需 要的电压 。
? 2、额定功率：在额定电压下，用电器工 作所消耗的功率。
? 3、实际功率：用电器在实际电压下工作 所消耗的功率
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
第4节电流的热效应
一、电流通过导体时，导 体 发热 ， 这种的现象叫 电流的热效应 。
二、探究：电流通过电热器产生的热 量跟哪些因素有关？
结论：
①电阻R ②电流I ③通电时间t
热量与电阻的关系
②电流I ③通电时间t
R 甲>R 乙 R甲
ห้องสมุดไป่ตู้
实验发现：
R甲 中的火柴棒先
第4节 焦耳定律
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在科学著作中，你最好读最新的书，在文学 著作中，你最好读最老的书。古典文学作品永远 不会衰老。
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第4节 焦耳定律
（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？ 焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？
7、有一个电阻值可任意选取电源，有若干根电阻相同 的电阻丝，现将1根电阻丝接在电压为U的电源上， 1min内电阻丝产生的热量为Q现想要使电阻丝产生的 热量为3Q，可采取什么方法？（至少写出二种）
提示：①从时间上考虑；②从电阻上考虑；③从电压 上考虑。
6、CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示， 它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电 路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路 的总功率为22W．（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关 S应与哪个触点连接？ （2）电热丝R0的阻值多大？
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。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 焦耳
流产生的热量与电流、电阻和通电
时间的关系。
二、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 3．单位：焦耳（J）
散热孔（窗）
散热片
散热风扇
加快散热的方法一：散热片
加快散热的方法二：散热孔（窗） 加快散热的方法三：散热风扇
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。
电热的作用：
电热有利的一面： 取暖、加热食物等 电热有害的一面： 轻则用电器烧坏；
7、有一个电阻值可任意选取电源，有若干根电阻相同 的电阻丝，现将1根电阻丝接在电压为U的电源上， 1min内电阻丝产生的热量为Q现想要使电阻丝产生的 热量为3Q，可采取什么方法？（至少写出二种）
提示：①从时间上考虑；②从电阻上考虑；③从电压 上考虑。
6、CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示， 它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电 路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路 的总功率为22W．（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关 S应与哪个触点连接？ （2）电热丝R0的阻值多大？
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。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 焦耳
流产生的热量与电流、电阻和通电
时间的关系。
二、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 3．单位：焦耳（J）
散热孔（窗）
散热片
散热风扇
加快散热的方法一：散热片
加快散热的方法二：散热孔（窗） 加快散热的方法三：散热风扇
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。
电热的作用：
电热有利的一面： 取暖、加热食物等 电热有害的一面： 轻则用电器烧坏；
第4节 焦耳定律
2.一只额定功率是450w的电饭锅， 在额定电压下使用，每分钟产生多 少热量？
解：电饭锅是纯电阻电路
所以，每分钟产生的热量： Q=W=Pt=450W×60s=27000J
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？
三、电能和电热关系
1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅， 电炉子等），当电流通过导体时，电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 Q = W = UIt = I2Rt=Pt=
U t R
2
2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消 耗的电能主要转化为电机的机械能： W电 ＞ Q 热 电能 内能+机械能
解：电烙铁的额定功率：
U额 （220V） P额 40W R 1210 W
2
2
因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以产生的热量
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱 的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产 生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电 功率和电阻丝工作时的电阻。
答：根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻 越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电 阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造 成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火 灾.
3.8 (U 3.8) ③灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知 R0
量和测量量表示)。
课堂小结
焦耳定律 的实验和 内容
电热的利 用和危害
电能、电功
1．W＝W2－W1 （KW ▪h)
人教版高中物理选修3-1第2章第5节焦耳定律(14张PPT)
P55. 2 、 3、 4
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
R为5Ω，电热水器A的电阻RA为30 Ω。求电热水器A上的电思议 压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻RB为40Ω的电热展评 水壶B，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？ 检评
作业
首页
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练“大习1小20：的V 顺四4W序个”排定，列值R这电B四、阻个R连D定的成值规图电格所阻为示，“并的1说0电V明路2理。W由”R。A。、请R按C 的消规耗格功为思 展 检 导率议 评 评 学
作业 首页
菜单
练习3：电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的导学
加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅思议
的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电阻丝。
展评
（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？检评
说明理由。
作业
（2）要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半，R1与首页 R2的比值是多少？
菜单
电功表达式：
导学 思议
W qU
展评 检评
作业
q It
首页
电流在一段电路中所做的功，等于这段电路 两端的电压 U、电路中的电流 I、通电时间 t 三 者的乘积。
菜单
电功率表达式：
导学 思议
PW
展评 检评
t
作业
首页
电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段 电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积。
第二章 恒定电流
作业
2020.10.02
主讲： 娄员俊
检评 展评
高二物理组
思议
导学
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
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一、电能
电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电 荷的静电力做功
静电力对电荷做功，电荷的电势能减少， 电势能转化为其他形式的能
q=It W=UIt W=qU
这是计算电功普遍适用的公式 单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
一方。 【爱神】名西方神话中主宰爱情的神，罗马神话中名叫丘比特（），希腊神话中名叫厄洛斯（）。 【爱斯基摩人】īī名因纽特人的旧称。［爱斯基摩， 英］ 【爱窝窝】?同“艾窝窝”。 【爱屋及乌】《尚书大传?大战篇》：“爱人者，兼其屋上之乌。”比喻爱一个人而连带地关心到跟他有关系的人或物。 【爱惜】ī动因重视而不糟蹋；爱护； 四川高考补习班 四川高考复读学校 高考全日制补习学校； 珍惜：～时间｜～国家财物。 【爱 惜羽毛】ī比喻珍重爱惜自己的名誉。 【爱小】〈方〉形好占小便宜。 【爱心】ī名指关怀、爱护他人的思想感情：老妈妈对儿童充满～。 【爱欲】名爱的欲 望，一般指男女间对情爱的欲望。 【爱重】动喜爱，尊重：他为人热情、正直，深受大家的～。 【僾】*（僾）〈书〉①仿佛：～然。②气不顺畅。 【僾尼】 名部分哈尼族人的自称。 【隘】①狭窄：狭～｜林深路～。②险要的地方：关～｜要～。 【隘口】名狭隘的山口。 【隘路】名狭窄而险要的路。 【??】 （薆）〈书〉①隐蔽。②草木茂盛的样子。 【碍】（礙）动妨碍；阻碍：～事｜有～观瞻｜把地下的东西收拾一下，别让它～脚。 【碍口】∥形怕难为情或 碍于情面而不便说出：求人的事，说出来真有点儿～。 【碍面子】?怕伤情面：有意见就提，别～不说。 【碍难】①动难于（旧时公文套语）：～照办｜～ 从命。②〈方〉形为难。 【碍事】∥①动妨碍做事；造成不方便；有妨碍：您往边儿上站站，在这里有点儿～｜家具多了安置不好倒～。②形严重；大有关 系（多用于否定式）：他的病不～｜擦破点儿皮，不碍什么事。 【碍手碍脚】妨碍别人做事：咱们走吧，别在这儿～的。 【碍眼】∥形①不顺眼：东西乱堆 在那里怪～的。②嫌有人在跟前不便：人家有事，咱们在这里～，快走吧！ 【嗳】（噯）叹表示悔恨、懊恼：～，早知如此，我就不去了。 【嗌】〈书〉咽
适：～于现状（满足于目前的状况，不求进步）｜～之若素。④平安；安全（跟“危”相对）：公～｜治～｜转危为～。⑤使有合适的位置：～插｜～顿。 ⑥动安装；
三、热功和热功率
1.电热:电流通过导体产生的热量 （电能转化为内能的部分）
Q=I2Rt
2.热功率:单位时间内的发热量通常称为热功率
P=Q/t=I2R
电功:电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由 电荷的静电力做功
(电能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化为其他形式的能)
W=UIt
电功率:单位时间内电流做的功叫电功率
P＝W/t＝UI
喉阻塞。 【嫒】（嬡）见页〖令嫒〗。 【瑷】（璦）瑷珲（ī），地名，在黑龙江。今作爱辉。 【叆】（靉）［叆叇］（）〈书〉形形容浓云蔽日：暮云～。 【暧】（曖）〈书〉日光昏暗。 【暧昧】形①（态度、用意）含糊；不明白：态度～。②（行为）不光明；不可告人：关系～。 【厂】同“庵”（多用于人
名）。 【广】同“庵”（多用于人名）。 【安】①形安定：心神不～｜坐不～，立不稳。②使安定：～民｜～神｜～邦定国。③对生活、工作等感到满足合
电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电 荷的静电力做功
静电力对电荷做功，电荷的电势能减少， 电势能转化为其他形式的能
q=It W=UIt W=qU
这是计算电功普遍适用的公式 单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
一方。 【爱神】名西方神话中主宰爱情的神，罗马神话中名叫丘比特（），希腊神话中名叫厄洛斯（）。 【爱斯基摩人】īī名因纽特人的旧称。［爱斯基摩， 英］ 【爱窝窝】?同“艾窝窝”。 【爱屋及乌】《尚书大传?大战篇》：“爱人者，兼其屋上之乌。”比喻爱一个人而连带地关心到跟他有关系的人或物。 【爱惜】ī动因重视而不糟蹋；爱护； 四川高考补习班 四川高考复读学校 高考全日制补习学校； 珍惜：～时间｜～国家财物。 【爱 惜羽毛】ī比喻珍重爱惜自己的名誉。 【爱小】〈方〉形好占小便宜。 【爱心】ī名指关怀、爱护他人的思想感情：老妈妈对儿童充满～。 【爱欲】名爱的欲 望，一般指男女间对情爱的欲望。 【爱重】动喜爱，尊重：他为人热情、正直，深受大家的～。 【僾】*（僾）〈书〉①仿佛：～然。②气不顺畅。 【僾尼】 名部分哈尼族人的自称。 【隘】①狭窄：狭～｜林深路～。②险要的地方：关～｜要～。 【隘口】名狭隘的山口。 【隘路】名狭窄而险要的路。 【??】 （薆）〈书〉①隐蔽。②草木茂盛的样子。 【碍】（礙）动妨碍；阻碍：～事｜有～观瞻｜把地下的东西收拾一下，别让它～脚。 【碍口】∥形怕难为情或 碍于情面而不便说出：求人的事，说出来真有点儿～。 【碍面子】?怕伤情面：有意见就提，别～不说。 【碍难】①动难于（旧时公文套语）：～照办｜～ 从命。②〈方〉形为难。 【碍事】∥①动妨碍做事；造成不方便；有妨碍：您往边儿上站站，在这里有点儿～｜家具多了安置不好倒～。②形严重；大有关 系（多用于否定式）：他的病不～｜擦破点儿皮，不碍什么事。 【碍手碍脚】妨碍别人做事：咱们走吧，别在这儿～的。 【碍眼】∥形①不顺眼：东西乱堆 在那里怪～的。②嫌有人在跟前不便：人家有事，咱们在这里～，快走吧！ 【嗳】（噯）叹表示悔恨、懊恼：～，早知如此，我就不去了。 【嗌】〈书〉咽
适：～于现状（满足于目前的状况，不求进步）｜～之若素。④平安；安全（跟“危”相对）：公～｜治～｜转危为～。⑤使有合适的位置：～插｜～顿。 ⑥动安装；
三、热功和热功率
1.电热:电流通过导体产生的热量 （电能转化为内能的部分）
Q=I2Rt
2.热功率:单位时间内的发热量通常称为热功率
P=Q/t=I2R
电功:电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由 电荷的静电力做功
(电能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化为其他形式的能)
W=UIt
电功率:单位时间内电流做的功叫电功率
P＝W/t＝UI
喉阻塞。 【嫒】（嬡）见页〖令嫒〗。 【瑷】（璦）瑷珲（ī），地名，在黑龙江。今作爱辉。 【叆】（靉）［叆叇］（）〈书〉形形容浓云蔽日：暮云～。 【暧】（曖）〈书〉日光昏暗。 【暧昧】形①（态度、用意）含糊；不明白：态度～。②（行为）不光明；不可告人：关系～。 【厂】同“庵”（多用于人
名）。 【广】同“庵”（多用于人名）。 【安】①形安定：心神不～｜坐不～，立不稳。②使安定：～民｜～神｜～邦定国。③对生活、工作等感到满足合