1、焦耳定律焦耳定律 第十八章第十八章 第节第节 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例 说明。说明。 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热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。效应。 一、电流的热效应一、电流的热效应 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而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电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? ? 想想议议想想议议 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关
2、电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? ? 演示实验演示实验 实验装置实验装置 实验实验1：研究电热与电阻关系：研究电热与电阻关系 R1 = 5 R2 = 10 A 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个在电流相同、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。电阻产生的热量越多。 实验实验2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 R = 5 R = 5 I1 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的在电阻相同、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电流越大，这个电阻产生的热量越 多。多。 观
3、察实验观察实验 焦耳（焦耳（James Prescott Joule， 18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用 近近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验，多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实研究热和功的关系。通过大量的实 验，于验，于 1840 年最先精确地确定了电年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。时间的关系。 焦焦 耳耳 1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正内容：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。比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成
4、正比。 2公式：公式：Q = I2Rt 3单位：焦耳（单位：焦耳（J） 二、焦耳定律二、焦耳定律 1当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没当电流通过导体时，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 就等于就等于 消耗的电能消耗的电能W，即，即 Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。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：当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： WQ热 热 三、电能和电热关系三、电能和电热关系 电能电能 内能
5、内能+机械能机械能 Q = I2Rt =(0.6 A)260 W W300 s = 6 480 J 一根一根 60 的电阻丝接在的电阻丝接在 36 V的电源两端，在的电源两端，在 5 min内共内共 产生多少热量产生多少热量? 答答: 在在 5 min 内共产生内共产生 6 480 J 热量。热量。 解解: : 例题例题 I = = = 0.6 A U R 36 V 60 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工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
6、内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么 回事回事? ? 想想议议想想议议 答：前者说电阻越小，答：前者说电阻越小，正常工作时正常工作时单位时间内产生的热量越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，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们生的热量越多，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。在应用公式时应该特别注意条件。 1电热的利用电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡 用来加热用来加热 电热器的优点电热器的优点: 清洁卫生，没清洁卫生，没 有环境污染，热效率高，还可以方有环境污染，热效率高，还可以方 便地控制和调节温度。便地控制和调节温度。 四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机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。时散热等等。 2电热的危害电热的危害 课堂小结课堂小结 焦耳定律的焦耳定律的 实验和内容实验和内容 电热的利用电热的利用 和危害和危害
