《焦耳定律》课件
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《焦耳定律》PPT教学课件
第三级
第二级
电热器的优点: 清洁
第二级
第二级
第四级
第三级
第三级
第三级
卫生，没有环境污染，热
第五级
第四级
第四级
第四级
第五级
第五级
效率高，还可以方便地控
第五级
制和调节温度。
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时，使导体只发热的用电器称为电热器，
而电热器的主要部分是发热体。
2023/9/16
18 18
18
D．电功率较小
较窄处电压大，电功率较大
2023/9/16
17
17
新课讲授
三、电热的利用和防止
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1.电热的利用
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第二级
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第二级
2Rt。
第二级
生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=
W
=
UIt
=
I
第四级
第三级
第三级
第三级
第五级
第四级
第四级
第四级
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发
第五级
问题回顾
第五级
第五级
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红，而导线却几乎不发热？
导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电
炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
10
新课讲授
例题
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第二级
电热器的优点: 清洁
第二级
第二级
第四级
第三级
第三级
第三级
卫生，没有环境污染，热
第五级
第四级
第四级
第四级
第五级
第五级
效率高，还可以方便地控
第五级
制和调节温度。
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时，使导体只发热的用电器称为电热器，
而电热器的主要部分是发热体。
2023/9/16
18 18
18
D．电功率较小
较窄处电压大，电功率较大
2023/9/16
17
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新课讲授
三、电热的利用和防止
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1.电热的利用
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第二级
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第二级
2Rt。
第二级
生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=
W
=
UIt
=
I
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第三级
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第四级
第四级
第四级
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发
第五级
问题回顾
第五级
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红，而导线却几乎不发热？
导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电
炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
10
新课讲授
例题
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《焦耳定律》ppt课件
在误差允许范围内，纯电阻电路中P电=P热；非纯电阻电路中P电>P热。
12
实验延伸
思考1 小电机转动时，如何计算机械功率P机械？ P机械=P电-P热
思考2 小电机转动时，如何计算时间t内做的机械功W机械？ W机械=P机械t
思考3 在电动机的铭牌上，经常看到的输入功率和输出功率跟本 节课中哪些物理量是对应的？内阻上消耗的功率呢？
焦耳定律
1
学习目标
• 从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功 和能量转化的关系。
• 知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的 应用。
• 从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电 路和非纯电阻电路。
2
问题1
生活中的电能转化
电炉
电风扇（电动机）
蓄电池（充电）
3
思考
问题2 功是能量转化的量度，电能转化的量度是什么 ？ 问题3 静电力做功与电流做功的关系？
4
电功的推导
例 1 一段 电路两端的电势差为 U ， 电荷从 电路一端定向移 动到另一端所用的时间为t，形成的电流为I，
试求： 1 时间t内通过这段电路的电荷总量q？ 2 时间t内电流做的功？
5
焦耳定律
例 2 电流 I 通过电阻为R 的电炉，试计算在时间 t 内电 炉产生的热量Q。
6
P =UI电功率和热功率 电
P热=I2R
7
P电=UI
推导中没有任何限制
电流做功的功率
（消耗电能的总功率）
电功率和热功率 P热=I2R
推导中要求Q=W
专指发热功率
（电能转化为内能的那部分功率）
8
实验电路图
纯电阻电路
非纯电阻电路
12
实验延伸
思考1 小电机转动时，如何计算机械功率P机械？ P机械=P电-P热
思考2 小电机转动时，如何计算时间t内做的机械功W机械？ W机械=P机械t
思考3 在电动机的铭牌上，经常看到的输入功率和输出功率跟本 节课中哪些物理量是对应的？内阻上消耗的功率呢？
焦耳定律
1
学习目标
• 从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功 和能量转化的关系。
• 知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的 应用。
• 从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电 路和非纯电阻电路。
2
问题1
生活中的电能转化
电炉
电风扇（电动机）
蓄电池（充电）
3
思考
问题2 功是能量转化的量度，电能转化的量度是什么 ？ 问题3 静电力做功与电流做功的关系？
4
电功的推导
例 1 一段 电路两端的电势差为 U ， 电荷从 电路一端定向移 动到另一端所用的时间为t，形成的电流为I，
试求： 1 时间t内通过这段电路的电荷总量q？ 2 时间t内电流做的功？
5
焦耳定律
例 2 电流 I 通过电阻为R 的电炉，试计算在时间 t 内电 炉产生的热量Q。
6
P =UI电功率和热功率 电
P热=I2R
7
P电=UI
推导中没有任何限制
电流做功的功率
（消耗电能的总功率）
电功率和热功率 P热=I2R
推导中要求Q=W
专指发热功率
（电能转化为内能的那部分功率）
8
实验电路图
纯电阻电路
非纯电阻电路
焦耳定律 课件
3、进行实验探究
探究二：电热多少与电流的关系
R＝5 Ω R＝5 Ω
I
R＝5 Ω
I = 2I1 I1
A
结论：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。
3、进行实验探究
探究三：电热多少与通电时间的关系
S1 R1＝5 Ω S2 R2＝5 Ω
S
A
结论：在电流、电阻相同时，通电时间越长的 产生的热量越多。
二、实验探究
1、猜测假设
跟电阻有关 跟电流有关 跟时间有关
2、设计实验
探究电流的热效应跟哪些因素有关 ？
实验目的：研究电流通过导体产生的热量Q 跟电流大
小I，电阻R和通电时间t的关系。
实验方法：控制变量法
（1）如何在实验中展示出电流产生的热量Q的多少？ （2）如何控制电流大小I相同？ （3）如何使电阻R的大小相同时电流不同？ （4）通电时间t比较好控制。
1、焦耳定律的内容：
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、焦耳定律的公式：
Q = I2Rt
3、公式中各量的单位： I—安，R —欧，t —秒，Q —焦.
注意：热量跟电流的平方（I2）成正比，
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算.
若电流做的功全部用来产生热量即Q ＝W 又∵W ＝ UIt
（1）电热器:
利用电流做功将 电 能转换为 内 能的装置。
电热器是利用电流的 热效应 制成的加热设备。 其主要组成部分是 发热体（电热丝） 。
（2）、常见电热的利用
2、电热的预防
课堂小结
1、电流的热效应
电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫 做电流的热效应。
第十八章第4节焦耳定律PPT课件(人教版)
知识要点
1. 电流的热效应：电能转化为内能。 2. 焦耳定律：电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比，与 导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
公式：Q I 2Rt 。
电热的影响因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。
当电能全部转化为内能：Q W UIt=I 2Rt 。
3. 电热的利用与控制。
发现很热，而其他用电器仍正常工作，请你用所学的物理 知识帮小洁分析一下，产生这一现象的原因是（ C ）。
A. 电压太高 B. 导线太粗 C. 导线太细 D. 导线太短
实验探究
【解析】电流和通电时间相等，由 Q I 2Rt可知，电源线很热，说明电源线
电阻产生的热量多，电源线电阻比较大。导体的电阻与导体材料、导体长度 、导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料、长度一定，电阻较大，是因为 电源线横截面积太小，电源线太细造成的。
焦耳定律
知识点一：电流的热效应 定义：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。 影响因素：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量 越多；在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 电热的利用与控制 （1）电热器原理：由于电流通过导体，导体对电流的阻碍作用，而电流 要克服导体的阻力要做功，因为能的转化是靠做功来量度的，所以电流 做多少功，就有多少电能转化成热能。这就是电阻式电热器的加热原理。
实验探究
【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，在串联电路中，电路处处相等
，即I电炉丝 =I导线 ，通电时间t相同，根据Q I 2 Rt ，因为R电炉丝 R导线 ，
所以电流产生的热量Q电炉丝 Q导线 ，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝
相连的导线却不怎么发热的现象。
《焦耳定律》课件
焦耳定律的意义与价值
01
焦耳定律揭示了电能与热能之间的转换规律，为能源转换和利 用提供了理论基础。
02
它为工业生产中的电热转换提供了依据，如电烤箱、电炉等电
器的设计。
焦耳定律还为能源效率和能源管理提供了理论支持，有助于减
03
少能源浪费和提高能源利用效率。
02
焦耳定律的基本概念
焦耳的定义及单位换算
焦耳定律的表述
总结词
焦耳定律可以表述为：电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做焦耳热。
详细描述
焦耳定律是物理学中的一个重要定律，它表述了电流通过导体时产生的热量与电 流、电阻和时间的关系。具体来说，焦耳定律可以表示为Q=I^2Rt，其中Q表示 热量，I表示电流强度，R表示电阻，t表示时间。
焦耳定律的适用范围
结果解释
根据实验结果，解释焦耳定律的规律和特点，以及影响能量 转换效率的因素。同时，可以与理论预测进行比较，验证焦 耳定律的正确性。
05
焦耳定律的应用场景与实例
在日常生活中的应化为热能， 使水烧开。
电饭煲
利用焦耳定律烹饪食物，通过电能转化为热能， 使食物煮熟。
在调节电阻丝的阻值时，应注意不要过度调节，以免 损坏电阻丝。
04
焦耳定律的实验数据及分析
实验数据记录与整理
实验数据记录
在焦耳定律实验中，需要准确记录实验过程中的电流、电压、电阻等数据。 可以使用表格或图表形式进行记录，以便于后续分析。
数据整理
将实验数据整理成易于分析的表格或图表，包括电流、电压、电阻等测量值 的平均值、最大值、最小值等统计数据。
在工业革命之后，人们对电和热的研究越来越多，焦耳定律 的发现为解决能源转换问题提供了理论基础。
《焦耳定律》课件
焦耳定律的意义
焦耳定律是电路理论中的一个重要定律，它反映了电能转换 为热能的现象。
焦耳定律为电热器和电烙铁等电器的设计和使用提供了理论 基础。
焦耳定律在生活中的应用
电热器
电热器是将电能转化为热能的装置，利用焦耳定律可以计算出电热器的功率 和电阻值，从而设计出不同规格的电热器。
电烙铁
电烙铁是焊接电子元件的常用工具，通过焦耳定律可以计算出电烙铁的功率 和电流，从而选择合适的烙铁头和焊接方法。
正确运用焦耳定律的公式
焦耳定律公式：$Q=I^{2}Rt$，其中Q表示热量，I表示电 流强度，R表示电阻，t表示时间。
运用公式时需要注意各物理量的单位匹配，以及电阻与电 流、电压之间的关系。
重视焦耳定律实验在理解定律中的作用
焦耳定律实验可以帮助学生更好地理解定律的内涵和应 用。
实验中需要注意控制变量法，如保持电流和电阻恒定， 改变时间，观察热量与时间的关系；或保持时间和电阻 恒定，改变电流强度，观察热量与电流强度的关系等。
焦耳定律的起源和基本概念
第二部分
焦耳定律的数学表达式和物理意义
第三部分
焦耳定律在能量转换和传导中的应 用
第四部分
案例分析和习题练习
02
焦耳定律的发现和意义
焦耳定律的发现
焦耳定律是由英国物理学家焦耳于1841年发现的。
焦耳通过实验研究，发现了电流通过导体时会产生热量，并且热量的产生与电流 、电阻和时间成正比。
焦耳定律是能量守恒定律在电能和热能之间的转 换中的具体表现，它反映了电能转换为热能的过 程。
06
学习焦耳定律应该注意的问题
注意物理量的单位换算
焦耳定律涉及的物理量单位换算关系
能量单位焦耳（J）与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间可以相互转 化。
《焦耳定律》PPT课件
W UIt
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．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
q=It
W=qU
W=U I t
单位是焦（J） 常用单位有千瓦时（kW· h）.俗称“度”
1 kW ·h＝3.6×106J
电功率：单位时间内电流所做的功
（1）电功率表示电流做功的快慢． （2）单位：在国际单位制中是瓦（W），
常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）．
二、焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，
跟导体的电阻及通电时间成正比
热功率：单位时间内导体的发热量
电流做功的实质：
电能转化为其他形式能量的过程
纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、 电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）．
非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或 有在发生化学反应的电解槽的电路．
热功率为（
A．P
）
B．U2/r C．P2r/U2 D．P-P2r/U2
非纯电阻电路中计算电功率只能用P=UI，
热功率只能用P热=I2R 正确的是 （C）
W 电＝ W 热＋ W 机
其中W电＝ＵＩt W热＝Ｉ２Ｒ t
例3、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V
的电压时，通过电流为0.3A，此时电动机不转，当加在
对纯电阻电路: 电功=电热 电功率=热功率 对非纯电阻电路: 电功>电热 电功率>热功率
对计算任何用电器的电功率都适用的公式是 （ CD ）
Ａ． P I R
2
Ｃ．P UI
U Ｂ．P R W Ｄ．P t
2
例 2 ．加在某台电动机上的电压是 U ，电动机消耗的电 功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的
《焦耳定律》课件(29张ppt)
电流通过导体时电能转化为内能，这种现象 叫做电流的热效应.
烫手
不烫手
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电 流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得 发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？
why？
着火了！
家庭电路中使用功率过大的用电器 可能引起火灾，这又是为什么？
烫 手
不烫 手
灯泡接入电路中时， 灯泡和电线中流过相 同的电流，灯泡和电 线都要发热，可是实 际上灯泡热得发光， 电线的发热却觉察不 出来。
2
电热的利用和防止 1、电热的利用： 电热水器、电 饭锅、电熨斗、 电孵化器等等.
2、电热的防 止：电视机 后盖的散热 窗、电脑主 机里面的小 电风扇等等.
练习
1．将两根火柴分别放在串联的两根电热丝R1和R2上，若 R1=5 Ω >R2，通电后问那根火柴先被点燃 （ A ） A. R1在上的火柴 B. 在R2上的火柴 C. 同时点燃 D. 无法确定 2．要使电热器在单位时间内放出的热量减少一半，则应 使 （ D ） A. 通过它的电流减小一半 B. 它两端的电压减小一半 C. 它的电阻减小一半 D. 电压和电阻均减小一半
2 2
Q I Rt 0.6 A 60 300s 6480J
例题
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
实验1：研究电热与电阻关系
R2 10
R1 5
电阻丝 大 的电阻产生的热量多.
在电流、通电时间相同时，阻值