焦耳定律PPT
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焦耳定律PPT【16页】
答案：BD
课堂练习3：为了使电炉消耗的电功率减小到
原来的一半，应该采用的措施是（ D ）
A.使电流减半
B.电压减半
C.使电炉的电阻减半
D.使电压和电炉的电阻各减一半。
课堂练习4：课后习题
电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能
电功大于电热
W Q W其它
P电 P热 P其
例题:一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加 220V电压时，通过电动机的电流是50A。
（1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少? 效率为多少？
（2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动 机消耗的功率为多少？
W>Q
U>IR （欧姆定律不适用）
应该是W=E机+Q
1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的
如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等
电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2
R
P热
2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为 热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而 是难以避免的热能损失.例如电动机、给蓄电池充 电等
（1）特点： 电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差 （2）利用电势差求电功——WAB = qUAB
一、电功和电功率
1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场 对自由电荷的电场力做功
W=qU W=UIt
q=It
单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
一、电功和电功率
探讨几个用电器的能量转化情况
a、电流流过电炉
→电能转化为热能
b、电流流过充电电池
课堂练习3：为了使电炉消耗的电功率减小到
原来的一半，应该采用的措施是（ D ）
A.使电流减半
B.电压减半
C.使电炉的电阻减半
D.使电压和电炉的电阻各减一半。
课堂练习4：课后习题
电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能
电功大于电热
W Q W其它
P电 P热 P其
例题:一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加 220V电压时，通过电动机的电流是50A。
（1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少? 效率为多少？
（2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动 机消耗的功率为多少？
W>Q
U>IR （欧姆定律不适用）
应该是W=E机+Q
1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的
如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等
电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2
R
P热
2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为 热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而 是难以避免的热能损失.例如电动机、给蓄电池充 电等
（1）特点： 电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差 （2）利用电势差求电功——WAB = qUAB
一、电功和电功率
1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场 对自由电荷的电场力做功
W=qU W=UIt
q=It
单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
一、电功和电功率
探讨几个用电器的能量转化情况
a、电流流过电炉
→电能转化为热能
b、电流流过充电电池
《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
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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焦耳定律ppt课件
8．把两条电阻丝并联后接到电源上，相同时间内产生热 量较多的一定是( C ) A．电流较小的 B．电压较高的 C．电阻较小的 D．电功率较小的
9．将规格都是“220 V 150 W”的一台电风扇、一台电视机 和一把电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以 下说法正确的是( C ) A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
(2)电磁炉消耗的电能：W＝Q吸＝6.3×105 J＝7.5×105 J，水刚
5×105 J＝375 s。
P 2000 W
15．电动自行车有充电、行驶两种状态，局部电路如图。断开 开关S，利用充电插口对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中 的__用__电__器___(选填“电源”或“用电器”)。电动机正常工作电压为 36 V，线圈电阻为1.2 Ω，通过电动机线圈的电流为4 A，5 min内电流通过线圈产生的热量为__5_7_6_0__J，电动机消耗的电 能为_4_3_2_0_0___J。
电流热效应的利用与危害
6．(福建中考)下列利用电流热效应工作的用电器是( D )
A．电视机
B．电风扇 C．电脑
D．电炉
7．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是( D ) A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．家里使用电热水壶烧水
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
3．焦耳定律
探究影响电流热效应的因素 1．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关 的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量 的空气，U形管中液面高度的变化反映密 闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B 两U形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器
14．劳动课上，某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为25℃的
焦耳定律ppt课件
三 电流的热效应
（3）研究方法 a. 控制变量法： 在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时， 每次实验应该控制两个物理量不变。 b. 转换法： 实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这 种研究方法叫转换法。
三 电流的热效应
【实验1】探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系
将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，并且使用稳定电源。闭合开关， 通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
控制变量法
A
控制电流，通电时
间一定
三 电流的热效应
【视频欣赏】
三 电流的热效应
Δh1
Δh2
R/Ω
5
10
Δh
较小
较大
结论：电流通过导体产生的热量跟 电阻有关。在电流和通电时间一定
（2）表达式： Q＝I2Rt
“Q”表示电热，单位是焦耳（J） “I”表示电流，单位是安培（A）
“R”表示电阻，单位是欧姆（Ω ） “t”表示通电时间，单位是秒（s ）
1J＝1A2·Ω·s
四 焦耳定律
【例】一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内 共产生多少热量？
解： I=
U R
=
36V 60Ω
控制电阻，通电时 间一定
R = 10 Ω I
A
R = 10Ω
I1 R =10Ω
I = 2I1
三 电流的热效应
【视频欣赏】
三 电流的热效应
电流
较大
较小
Δh
较大
较小
Δh1
Δh2
结论：电流通过导体产生的热量跟电
流有关。在电阻和通电时间一定时，
《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
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ppt课件
授 新
导线却几乎不发热？电流通过导体时产生热量的多少跟什
课 么因素有关？
电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?
讲
授
新
电热毯和导线通过
课
电流相同，为什么
电热毯很热，而导
线却不那么热?
猜想：可能与电阻有关。电阻越大，电流产生的热量越多。
电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?
讲
授
新
课
为什么插座上插的
控制变量法
新
I
课
I1 R =10Ω
保持电阻、通电时间相同
A
电路图
实验器材
转换法
观察U型管中液面高度的变化
注意：右侧U型管中液面高度的变 化是由右侧密封在容器内的电阻丝 引起的。
进行实验 讲 授 新 课
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。
实验：电流通过导体产生热量与通电时间的关系 讲 授 新 课
C．同样多
D．无法判断
随 3.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5 A 的电流 堂 时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和
练 电阻丝工作时的电阻。
习
解： P =
W t
=
Q t
=
6.6×104J 60s
= 1.1×103J
R= P = 1.1×103J = 44 Ω
学习
手机发 热、甚至 烫手
用手 机玩 游戏
工作时间 长了，手 机什么感 觉？
讲
电流的热效应
授 新
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
课
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。
焦耳定律ppt课件
一 焦耳定律的基础练习——实验
1、如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验 装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验用______
反映密闭空气温度的变化；
（2）图甲中，通过两个电阻丝的电流______；
该实验探究的是电流通过导体产生的热量与______的 关系，通电一段时间后，______（选填“左”或“右） 侧容器中电阻产生的热量多；
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
二 通电导体放出的热量跟哪些因素有关
通电导体放出的热量跟哪些因素有关
可能跟电阻有关 可能跟通过导体的电流有关 可能跟通电时间有关
控制变量法
二 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 控制变量法 探究通电导体放出的热量与电阻的关系
？ 怎样判断通电导体放出的热量大小
2．公式： Q = I2Rt
电热（焦）
通电时间（秒） 电流（安） 电阻（欧姆）
3．适用范围：适用于所有电路电热的计算
三 焦耳定律 例1：一根 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?
三 焦耳定律
例2： 一电动机的线圈电阻是4.4Ω，当它接在220V的电压下 工作时，通过线圈的电流是5 A，求在1s内：
。
2、并联时，相同时间中产生的热量之比Q1:Q2=
。
3、相同时间内产生热量较多的是 或“并联”）。
电路 （填“串联”
串并联电路中，电路放出的总热量与各通电导体 放出的热量有什么关系？
多挡位问题
多挡位问题
加热挡 保温挡
电源电压不变
多挡位问题
1.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，
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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
练一练
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
练一练
1、一根100Ω 的电阻接入电路中，工作电流是0.5A，则这 根电阻的电功率是多少？工作1分钟产生多少热量？
2、小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它 的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。将这 个电热驱蚊器接在220V的电源上，100s内产生的 热量是多少J。
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）
例题
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? 解:
U 36 V I= = = 0.6 A R 60 Ω
想想议议
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?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内
产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，
电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件
课堂小结
焦耳定律 的实验和 内容
电热的利 用和危害
练
习
1、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，现将两只电炉分别接入电 源电压为220V的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I甲 I乙，两电炉的电阻丝放出的热量Q甲 Q乙。（均选填“>”、“<”或 “=”） 2、一电热器电阻丝的电阻为120Ω，接在220V的电路中，要产生 3.63×105J的热量，需通电 min。 3、用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一 半，则同样烧开这些水所需的时间应为 ( )
1、将一台“220V 100W”的电风扇、一个“220V 100W”的充电器、一把“220V 100W”的电烙铁分别接到 220V的电源上，在相同时间内，通电后产生热量最多的是 （ ） A、电烙铁 B、充电器 C、电风扇 D、一样多 2、标有“220V 40W”的电烙铁，接在220V的电源上， 该电烙铁每分钟产生的热量是多少J，1h消耗的电能是多少 kwh？
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 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
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 电热的材料：电阻大； 高，还可以方便地控制和调 熔点高。 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。
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。 实质：电能转化为内能
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? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想：电流大小？ 电阻大小？
A．t／4 B．t／2 C．2t D．4t 4、有一只电烙铁，如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生 的热量少些，下面几种改装方法可行的是：( ) A．把电阻丝剪去一小段。 B．更换一根较粗的电阻丝。 C．与电阻丝串联一个电阻。 D．与电阻丝并联一个电阻 8、把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源 上，它们在时间t内 产生的热量为Q1；若把它们并联起来接在同一电源上，在相同的时间内产 生的热量为Q2，则 A、Q1∶Q2＝1∶4 B、Q1∶Q2＝4∶1 C、Q1∶Q2＝1∶2 D、Q1∶Q2＝2∶1
通电时间长短？
实验方法：控制变量法
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2：研究电热与电流关系
R=5Ω R=5Ω I1 Fra bibliotek=5Ω I = 2I1