人教版高中物理选修3-1第2章第5节焦耳定律
合集下载
人教版 物理选修3-1第二章第五节 焦耳定律Joule-law
二、纯电阻电路和非纯电阻电路
1、纯电阻电路
将电能全部都转化为内能的电路。
2、非纯电阻电路
M
U I R
U 并非所有电能都转化为内能的电路。I R
三、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，跟导体的电阻及通电时间成正比。
2、公式
Q I Rt
2
——电热
电能转化成内能，适用于（非）纯电阻电路！ Q 3、热功率 P热 I 2 R 2 U t P热 U R I 纯电阻电路 R
例６：如图，电阻Ｒ１＝２０Ω，电动机的绕组 Ｒ２＝１０Ω。当电键Ｓ断开时，电流表的示数 是０.５Ａ，当电键Ｓ闭合后，电动机转动起来， 电路两端的电压不变，电流表的示数Ｉ和电路消 耗的电功率Ｐ应是（ ＢＤ ） Ａ。Ｉ＝１.５Ａ Ｂ。Ｉ＜１.５Ａ Ｃ。Ｐ＝１５Ｗ Ｄ。Ｐ＜１５Ｗ
例7、一直流电动机线圈内阻一定，用手握 住转轴使其不能转动，在线圈两端加的电压 为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两 端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正 常工作。求该电动机正常工作时，输入的电 功率是多少?电动机的机械功率是多少?
千瓦（kW）
这是计算电功率普遍适用的公式。
3）额定功率 用电器安全正常工作时消耗的功率。 实际功率 用电器在实际电压下工作时消耗的 功率。 注：P额是个定值，P实是个变值。P额≥P实！ 4）输入功率 用电器输入端的电压和电流之积。 输出功率 用电器输出端的电压和电流之积。
P UI
例1：规格为“220V，1000W”的电炉，求： 1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 2. 电炉的电阻 解：1.由P=UI知，电炉正常工作时： I额=P额/U额 =1000/220A ≈4.5A 2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω =48.4Ω
高中物理人教版选修3-1 2.5《焦耳定律》(共14张PPT)[优质实用版课件]
![高中物理人教版选修3-1 2.5《焦耳定律》(共14张PPT)[优质实用版课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/9d3c8ce3caaedd3382c4d33e.png)
(3)用电器的额定功率与实际功率。
二、焦耳定律
Q I 2Rt
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功率
P Q I2R t
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
非纯电阻电路
纯电阻电路: 电能
W
指转化为 → 内能 内能的那
Q 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
=
I2Rt I=U/R
内消耗的全 部电能!
说明：欧
非纯电阻电路:
M
姆定律不 适用于非
电能 → 内能+其它形式纯的电能阻电
W
W-Q
路！
Q
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
纯电阻电路:
欧姆定律适用：I=U/R 电功 = 电热
W= Q = UIt =U2t/R =I2Rt
６．欧姆定律的适用条件
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成
二、焦耳定律
Q I 2Rt
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功率
P Q I2R t
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
非纯电阻电路
纯电阻电路: 电能
W
指转化为 → 内能 内能的那
Q 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
=
I2Rt I=U/R
内消耗的全 部电能!
说明：欧
非纯电阻电路:
M
姆定律不 适用于非
电能 → 内能+其它形式纯的电能阻电
W
W-Q
路！
Q
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
纯电阻电路:
欧姆定律适用：I=U/R 电功 = 电热
W= Q = UIt =U2t/R =I2Rt
６．欧姆定律的适用条件
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成
高二物理人教版选修31课件第二章第5节焦耳定律
[解析] 对灯泡有 P＝UI＝UR2，可知：RA<RB，对于 A 电路，由于 RA<RB，所以 UB>UA，且有 UB>110 V，B 灯被 烧毁，UA<110 V，A 灯不能正常发光。对于 B 电路，由于 RB>RA，A 灯又并联滑动变阻器，并联电阻更小于 RB，所 以 UB>U 并，B 灯被烧毁。对于 C 电路，B 灯与滑动变阻器 的并联电阻可能等于 RA，所以可能有 UA＝UB＝110 V，两 灯可以正常发光。对于 D 电路，若滑动变阻器的有效电阻 等于 A、B 的并联电阻，则 UA＝UB＝110 V，两灯可以正常 发光。比较 C、D 两个电路，由于 C 电路中滑动变阻器功 率为(IA－IB)×110，而 D 电路中滑动变阻器功率为(IA＋ IB)×110，所以 C 电路消耗电功率最小。
②[判一判] 1．电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能 (× ) 2．电流做功的过程就是电能向其他形式的能量 转化的过程(√ ) 3．电功率越大，表示电流做功越多( × ) 4．焦耳定律的表达式为 Q＝I2Rt，此式适用于任 何电路( √ )
[知识预览] 1．串、并联电路中的功率关系 2．纯电阻电路与非纯电阻电路 3．含电动机电路的功率计算：电动机模型、电动机的特性、 功率关系和效率
3．输入功率：电动机的总功率。计算公式：P 总＝ UI。
4．输出功率：电动机做有用功的功率。如图所示， P 出＝mg·v(设重物匀速上升)。
5．热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈 时要发热，热功率 P 热＝I2r。
6．功率关系：P 总＝P 出＋P 热。 7．电动机的效率：η＝PP出总。 [注意] 在非纯电阻电路中，只能用 W＝UIt，P＝UI 计算电功和电功率；Q＝I2Rt 及 P 热＝I2R 计算电热 和热功率。
高中物理选修新课标人教版选修3-1第二章2 5 焦耳定律 教案
第二章恒定电流2.4 焦耳定律【教学目标】1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。
了解实际功率和额定功率。
2．了解电功和电热的关系。
了解公式2（2R）、2（2）的适应条件。
3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。
重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点：区别电功和电热【自主预习】1.能量转化电炉通电时，能转化为能；电动机通电时，能转化为能；蓄电池充电时，能转化为能；电能转化成其他形式能的过程就是的过程，电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。
2.电功自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动，结果电荷的电势能，其他形式的能。
电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积。
计算式为。
3.电功率电流做的功叫电功率。
用表示电功率，表达式为。
电流在一段电路上做功的功率P等于与这段电路的乘积。
4.焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟成正比，跟导体的电阻及通电时间成。
这个关系最初是由实验得到的。
5.表达式。
6.热功率的发热量通常称为热功率，表达式为。
7.电功与热量的关系①纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路：非纯电阻电路：②电功与热量：在纯电阻电路中：在非纯电阻电路中：【典型例题】一、基本概念的理解【例1】3．关于电功和焦耳热，下列说法错误的是( )A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2C．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q＝I2D．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q＝【例2】一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )A．4 V,16 J B．8 V,16 JC．4 V,32 J D．8 V,32 J二、电功和电热的区别【例3】一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V，电流为0.3 A．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？【例4】、某一用直流电动机提升重物的装置如图1所示，重物质量50，电源提供恒定电压110V，不计各处摩擦，当电动机以0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度5A。
物理人教版选修3-1课件：第二章 5 焦耳定律
名师精讲
典例剖析
焦耳定律
(1)某一电路中只含有某一元件,即白炽灯、电动机、电炉、电容
器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种,分析哪些属于纯电阻电
路,哪些属于非纯电阻电路。
(2)纯电阻电路中,消耗的电能转化为什么形式的能?对于电动机
的电路,消耗的电能转化为什么形式的能?
要点提示:(1)纯电阻电路有:白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅;非
(2)公式:W=qU=UIt。
(3)单位:国际单位:焦,符号:J。
-4-
5
课前篇自主预习
焦耳定律
必备知识
课堂篇探究学习
自我检测
3.电功率
(1)物理意义:表示电流做功快慢的物理量
(2)定义:电流在一段电路中做功的功率等于电流I与这段电路两
端的电压的乘积。
(3)公式:P= =IU。
(4)单位:瓦特,符号W。
W=UIt,电功率都可以用P=UI,热量都可以用Q=I2Rt,热功率都可以
用P=I2R。若用变形式时,就要考虑是否是纯电阻电路。
-17-
5
课前篇自主预习
焦耳定律
探究一
探究二
当堂检测
问题探究
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
名师精讲
典例剖析
【例题2】规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为40 Ω,求:
名师精讲
典例剖析
【例题1】一根电阻丝,通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J。若
在相同的时间内通过4 C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的
电能分别是(
)
A.4 V,16 J B.8 V,16 J C.4 V,32 J D.8 V,32 J
解析:设电阻丝电阻为R,开始所加电压为U1,则W1=q1U1
人教版高二物理选修3-1第二章第五节-焦耳定律(27ppt)-(1)
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
4．电功率和热功率的区别与联系
（1）区别： 电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上
消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过 的电流强度的乘积；
热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决 定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的 乘积． （2）联系：
2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω =48.4Ω
探究实验：
给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流 表各 1 只、导线若干。
请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇工 作时总功率(电功率）和输出的机械功率。
物理 电 压
量 运
U
行情况 （V）
电流 电阻
I
R
（A） （ Ω）
消耗的电功率为: P电＝IU 因此电动机所做机械功的功率: P机＝P电－P热＝IU－I2R 根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:
W＝P机t=(IU一I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60J =6.5×104J
例3、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端 所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台 电动机每分钟所做的机械功有多少?
在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地 与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使
离子热运动加剧，将电能完全转化为内能．
1、电热
(1)、定义:电流通过导体产生的热量.
(2)、公式: Q=I2R t
推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt
Q=I2R t
欧姆定律：U=IR
2．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体时产生的热量Q等于 电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时 间 t 三者的乘积 ．
高中物理人教版选修3-1 第二章 第五节 焦耳定律
对于bc串联部分，由于电压相等，b 的电阻小，因此
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 最初是焦耳用实验直接得到的
电炉通电时，电能转化为内能
电动机通电时，电能转化为机械能
蓄电池充电时，电能转化为化学能
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
阻
，求电炉A上的电压和它消耗的功率。
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中 就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电 流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 最初是焦耳用实验直接得到的
电炉通电时，电能转化为内能
电动机通电时，电能转化为机械能
蓄电池充电时，电能转化为化学能
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
阻
，求电炉A上的电压和它消耗的功率。
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中 就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电 流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
人教版高二物理选修3—1第2章第5节焦耳定律教案
教学活动（一）引入新课教师：下面这些用电器，在工作原理方面，有什么共同特点？学生：利用电流的热效应初中我们从实验角度，学习了焦耳定律，今天我们从能量守恒的角度进行推导。
（二）进行新课1、电功和电功率教师：请同学们思考下列问题（1）电场力的功的定义式是什么?（2）电流的定义式是什么?学生：（1）电场力的功的定义式W=qU（2）电流的定义式I=tq教师：投影教材图2.5-1（如图所示）如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。
在这个过程中，电场力做了多少功？学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt教师：在这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，简称电功。
电功：（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.（2）定义式：W=UIt教师：电功的定义式用语言如何表述？学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I学生活动观察、思考、回答回忆、推导记忆、理解和通电时间t三者的乘积。
说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。
教师：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。
例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。
电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。
（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。
用P表示电功率。
（2）定义式：P=tW=IU（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）［说明］电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
模拟实验探究：
设计与进 行模拟实 验
电热与R、 I、t 控制变量法
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
（1）在电流、通电时间相同时，探究电流通 过导体时产生的热量跟电阻的关系
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
总结
• 电流通过导体产生的热量多少与电流的大 小、导体电阻大小、通电时间长短有关。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
焦耳
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
三、焦耳定律
1．内容：电间成正比。
2．公式：Q = I2Rt
3．单位： I-------安培（A） R-------欧姆（Ω） t --------秒（ s ）
煤油的 质量、 初温相 同。
铜丝与 镍铬合 金丝的 长度、 横截面 积相同
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
材料不同
R铜<R镍铬合金丝
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
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。
Q------焦耳（J）
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
练习一： 1、某导体的电阻是2 Ω，通过2A的电流时，1
min产生多少焦耳的热量？ (480J)
2、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? (6480J)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
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。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
第六章 第3节
焦耳定律
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
教学目标
• 知道电流的热效应 • 知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算 • 能用焦耳定律解释简单的现象
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 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
(3)在电阻、电流相同时，探究电流通过导体 的时间与产生的热量
如图所示，在电流 相同时，改变镍铬 合金丝的通电时间， 观察
在电阻、电流相同、通电时间越长，产生的 热量越多。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有 关?
[猜想与假设]
1.可能与电阻R有关。电阻越大，电流热效应越大 2.可能与电流I有关。电流越大，电流热效应越大 3.可能与通电时间t有关。通电时间越长，电流热 效应越大
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
(2)在电阻、通电时间相同的情况下，探究电 流通过导体时产生的热量与电流的关系
如图所示，在通电时 间相同时，先后给同 一根镍铬合金丝通入 大小不同的电流，观 察
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。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
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
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
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。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
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。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
例1
D
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
二、电流的热效应跟哪些因素有关
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?
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
生活中，所见的电热器，就是利用电流的热效 应制成的。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT) 人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)