1、第十八章电功率第4节 焦耳定律焦耳（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。第一环节 候课反思 1.写出欧姆定律的公式 2.写出计算电功率的计算公式 3.写出电能与电功的计算公式第二环节 设疑推探 1.什么是电流的热效应? 2.猜想:电流的热效应与哪些因素有关?
2、 3.99页的演示实验用到哪些科学方法? 4.焦耳定律的内容?公式?单位? 5.为什么电路热得发红,而与之串联的导线却不怎么热? 6.电热与电功是什么关系? 7.电热主要利用在哪些方面?有什么危害?生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。生。请举例说明。第三环节 互动解疑之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。做电流的热效应。一、电流的热效应一、电流的热效应第三环节 互动解疑之电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做
3、电流的热效应。做电流的热效应。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? ?想想议议想想议议第三环节 互动解疑之电流的热效应电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关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第三环节 互动解疑之电流的热效应实验实验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，
4、电阻在电流相同、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。越大，这个电阻产生的热量越多。第三环节 互动解疑之电流的热效应实验实验2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过在电阻相同、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一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。多。第三环节 互动解疑之电流的热效应观察实验观察实验第三环节 互动解疑之电流的热效应焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用近近
5、 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 耳耳第三环节 互动解疑之焦耳定律Q = I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S（2）公式：）公式：（3）意义：）意义：（4）单位：）单位：（1）内容：电流通过导体产生的热量跟）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比电流的二次方成正比，跟导体的，跟导体的电阻成电阻成正比正比，跟，跟通电时间成正
6、比通电时间成正比。二、焦耳定律二、焦耳定律第三环节 互动解疑之焦耳定律WQ热热三、电能和电热关系三、电能和电热关系电能电能 内能内能+机械能机械能 电流通过导体时，如果电流通过导体时，如果消耗电能消耗电能全全部部转化为转化为热热，而没有同时转化为其他形，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量式的能量，那么，电流产生的热量Q就就等等于于消耗的电能消耗的电能W。即即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt第三环节 互动解疑之焦耳定律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
7、V的电源两端，在的电源两端，在 5 min内共产生多少热量内共产生多少热量?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 AUR36 V60 第三环节 互动解疑之焦耳定律额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越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，这是怎么回事越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? ?想想议议想想议议第三环节 互动解疑之
8、焦耳定律答：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，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。所以我们在应用公式是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。时应该特别注意条件。第三环节 互动解疑之焦耳定律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: 清洁卫清洁卫生，没有环境污染，热效率生，没有环境污染，热效率高，还可以
9、方便地控制和调高，还可以方便地控制和调节温度。节温度。四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止第三环节 互动解疑之电热的利用和防止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。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。运行时要用微型风扇及时散热等等。2电热的危害电热的危害电热的利用和防止电热的利用和防止第三环节 互动解疑之电热的利用和防止电热的利用和防止1.电流的热效应是电流通过导体时电流的热效应是电流通过导体时_转化成转化成_的现象。的现象。 电热器是利用电流的电热
10、器是利用电流的_制成的加热设备。制成的加热设备。电能电能内能内能2.一根一根100的电阻丝通过的电流是的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是，它的电功率是_W 通电通电1min时产生的热量是时产生的热量是_J。3.电阻电阻R1、R2串联在电路中，串联在电路中，R1=4，R2=6，则，则P1:P2=_。 Q1:Q2=_。4.完成课本完成课本102页练习题页练习题热效应热效应400240002:32:3第四环节 技能拓展第五环节 互评交流(笔记) 一. 电流的热效应电流的热效应 电流通过导体时电流通过导体时电能转化成内能电能转化成内能，这个现象，这个现象叫做叫做电流的热效应电流的热效应。二二.焦耳
11、定律焦耳定律Q = I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S（2）公式：）公式：（3）意义：）意义：（4）单位：）单位：1.研究电与热的关系实验用到控制变量法和转换法研究电与热的关系实验用到控制变量法和转换法2.焦耳定律焦耳定律（1）内容：电流通过导体产生的热量跟）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次电流的二次方成正比方成正比，跟导体的，跟导体的电阻成正比电阻成正比，跟，跟通电时间成正通电时间成正比比。第五环节 互评交流2.其它情况其它情况:WQ热热三、电能和电热关系三、电能和电热关系 1. 只有只有消耗的电能消耗的电能全部全部转化为转化为内能内能，电流产生的热量电流产生的热量Q就就等于等于消耗的电能消耗的电能W。即即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt第五环节 互评交流四四.电能的应用与防止电能的应用与防止1.利用利用:利用电能来加热利用电能来加热,利用电能来驱潮利用电能来驱潮2.防止防止:在电器上设置散热片、散热孔在电器上设置散热片、散热孔
