1、第十八章电功率第十八章电功率焦耳定律焦耳定律 情景引入情景引入：电脑使用一段时间后，用手触摸主机有什么感：电脑使用一段时间后，用手触摸主机有什么感觉？为什么？电脑后面有一些小孔，而且有时能听到风扇转动觉？为什么？电脑后面有一些小孔，而且有时能听到风扇转动的声音，小孔和风扇起什么作用？的声音，小孔和风扇起什么作用？生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。请举例说明。请举例说明。电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做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。电流的热效应。一、电流的热效应一、电流的热效应利用利用电流的热效应电
2、流的热效应来加热的设备：来加热的设备：_电热器电热器电热水器电热水器电热水壶电热水壶电电炉炉电烤箱电烤箱电饭锅电饭锅电热取暖器电热取暖器 这些用电器工作时有什么共同特点？电饭锅电饭锅电烙铁电烙铁热得快热得快电热毯电热毯电炉子电炉子电熨斗电熨斗常见电热器：常见电热器：电炉丝和导线通过电流相同，为什么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电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?观察思考观察思考提出问提出问题：题：猜想：猜想：电流的大小电流的大小导体电阻的大小导体电阻的大小通电时间通电时间 设计
3、实验设计实验 讨论讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用应该用 什么方法去研究？什么方法去研究？（控制变量法）（控制变量法）讨论讨论2：实验中通过观察什么现象来比较：实验中通过观察什么现象来比较电流产电流产生的热量的多少生的热量的多少？这种研究方法？这种研究方法叫什么法？叫什么法？（转换法转换法）实验实验装置装置 当电流通过电阻丝时，电流产生当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多，液面就会
4、电流产生的热量越多，液面就会上升得越高上升得越高.实验中，实验中，通过观察通过观察_来来比较电流产生的热量的多少比较电流产生的热量的多少.管中液面上升的高度管中液面上升的高度实验实验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，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。电阻越大，这个电阻产生的热量越多。现象现象：电阻较大的这边的液柱上升较高：电阻较大的这边的液柱上升较高结论：结论：控制不变的量是：控制不变的量是：_ _电流电流通电时间通电时间实验实验2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系I=2I1IAR=5
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多。一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。现象现象：电流较大的这边的液柱上升较高。：电流较大的这边的液柱上升较高。结结论论控制不变的量是：控制不变的量是：_ _电阻电阻通电时间通电时间实验实验3：研究电热与通电时间的关系：研究电热与通电时间的关系现象现象：给同一个电阻通电的时间越长，液柱上升较高。给同一个电阻通电的时间越长，液柱上升较高。结论：结论：在电流、电阻相同的情况下，在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长通电的时间越长，这个电阻产生的热量越多。
6、这个电阻产生的热量越多。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 耳耳焦耳定律焦耳定律Q =I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S2.公式：公式：意义：意义：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
7、量跟电流的二次方成正比电流的二次方成正比，跟导体的，跟导体的电阻电阻成正比成正比，跟，跟通电时间成正比通电时间成正比。焦耳焦耳 (18181889)二、焦耳定律二、焦耳定律 当电流通过导体时，当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，如果电能全部转化为内能，而没而没有同时转化成其他形式的能量，那么有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量电流产生的热量Q 就就等于消耗的电能等于消耗的电能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)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3、
8、电能和电热关系、电能和电热关系电能电能 内能内能+机械能机械能此时：此时：Q=W=Pt=UIt=U2Rt我们学了焦耳定律，怎样回答前面的问题？我们学了焦耳定律，怎样回答前面的问题？4.应用解释：应用解释：导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？得发红，而导线却几乎不发热呢？答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q Q=I I2 2RtRt知知，电
9、流相等时，电阻大的，相同时间电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。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:5.例题解答：例题解答：I=0.6 AUR36 V60 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，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。
10、可是按照焦耳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，这是怎么回事乎有矛盾，这是怎么回事?畅所欲言畅所欲言 前者说电阻越小，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，多，前提条件是电压相同前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，前提条件是电流相同，两者并不矛两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
11、小小辩论会:辩题：辩题：电热是有利的还是有害的？电热是有利的还是有害的？（正方观点：有利的。反方观点：有害的。）（正方观点：有利的。反方观点：有害的。）要求：要求：请正反双方举例支持自己的观点。请正反双方举例支持自己的观点。限时一分钟。限时一分钟。电饭锅电饭锅电烙铁电烙铁热得快热得快电热毯电热毯电熨斗电熨斗四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止1电热的利用电热的利用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，还可以方便地控制和调高，还可以方便地控制和调节温度。节温度。电热孵化器电热孵化器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
12、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防止防止电热的危害电热的危害自我展示：自我展示：1、一个一个40的电阻，通过的电阻，通过0.3A的电流，则通电的电流，则通电_min释放释放热量为热量为2160J.2、两个电热器的电阻之比为、两个电热器的电阻之比为43，通过相同的电流，在相等的，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为时间里产生的热量之比为_；若两个电热器的电阻相同，；若两个电热器的电阻相同，通过的电流为通过的电流为13，在相等的时间里产生的热量之比
13、为，在相等的时间里产生的热量之比为_。3、两根长度相同，粗细不等的镍铬合金电阻丝，串联以后接、两根长度相同，粗细不等的镍铬合金电阻丝，串联以后接入电源两端，在相同的时间内电阻丝上的放热情况是（入电源两端，在相同的时间内电阻丝上的放热情况是（）A、一样多、一样多 B、粗的较多、粗的较多 C、细的多、细的多 D、无法判断、无法判断4、一个、一个20的电阻，通过的电阻，通过0.5A的电流，的电流，2min产生的热量为产生的热量为_。5、在家庭电路中，导线的连接处往往比别处更容易发热，加、在家庭电路中，导线的连接处往往比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾，为什么？速老化甚至引起火灾，为什么？600J
14、.10 C1943答：导线的连接处与别处是串联的，通过它们的电流和通电时答：导线的连接处与别处是串联的，通过它们的电流和通电时间相等，而导线的连接处的电阻比别处要大得多，因此在相同间相等，而导线的连接处的电阻比别处要大得多，因此在相同时间内电流通过导线的连接处产生的热量比别处要多得多，所时间内电流通过导线的连接处产生的热量比别处要多得多，所以导线的连接处往往比别处更容易发热，加速老化甚至引起火以导线的连接处往往比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾。灾。总结总结 与反思与反思驶向胜利驶向胜利的彼岸的彼岸 谈谈自己本节课在知识、方法上各有哪些谈谈自己本节课在知识、方法上各有哪些收获？收获？还有什
15、么疑惑的地方？还有什么疑惑的地方？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、电热的利用和防止课堂小结课堂小结 1.1.电流通过导体时，电能转化为热的现象，电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电流的热效应。叫电流的热效应。成功艰苦的劳动正确的方法少谈空话。爱因斯坦 成功的科学家往往是兴趣广泛的人。他们的独创精神可能来自他们的博学。多样化会使人观点新鲜，而过于长时间钻研一个狭窄的领域，则易
16、使人愚蠢。贝弗里奇 当你做成功一件事，千万不要等待着享受荣誉，应该再做那些需要的事。巴斯德 冬天已经到来，春天还会远吗？雪莱 读书而不思考，等于吃饭而不消化。波尔克 读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。笛卡尔 对一切来说，只有热爱才是最好的老师，它远远胜过责任感。爱因斯坦 对自己不满是任何真正有才能的人的根本特征之一。契诃夫 儿童游戏中常寓有深刻的思想。席勒 发明家全靠一股了不起的信心支持，才有勇气在不可知的天地中前进。巴而扎克 发明是百分之一的聪明加百分之九十九的勤奋。爱迪生 凡在小事上对真理持轻率态度的人，在大事上也是不可信任的。爱因斯坦 好动与不满足是进步的第一必需品。爱迪生 好奇心造
17、就科学家和诗人。法朗士 合理安排时间，就等于节约时间。培根 即使通过自己的努力知道一半真理，也比人云亦云地知道全部真理还要好些。罗曼罗兰 坚强的信心，能使平凡的人做出惊人的事业。马尔顿 金钱这种东西，只要能解决个人的生活就行，若是过多了，它会成为遏制人类才能的祸害。诺贝尔 今天所做之事勿候明天，自己所做之事勿候他人。歌德 今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。裴斯泰洛齐 具有丰富知识和经验的人，比只有一种知识和经验的人更容易产生新的联想和独到的见解。泰勒 科学的每一项巨大成就，都是以大胆的幻想为出发点的。杜威 科学没有国境，但科学家有祖国。巴斯德 科学需要一个人贡献出毕生的精力，假定你们每个
18、人有两次生命，这对你们说来也还是不够的。巴甫洛夫 科学要求每个人有极紧张的工作和伟大的热情。巴甫洛夫 浪费时间是一桩大罪过。卢梭 理想的书籍是智慧的钥匙。托尔斯泰 立志、工作、成功，是人类活动的三大要素 巴斯德 立志是事业的大门，工作是登门入室的的旅途。巴斯德 灵感这是一个不喜欢采访懒汉的客人。车尔尼雪夫斯基 没有不可认识的东西，我们只能说还有尚未被认识的东西。高尔基 没有大胆的猜测就作不出伟大的发现。牛顿 没有伟大的愿望，就没有伟大的天才。巴尔扎克 没有一种不幸可与失掉时间相比了。屠格涅夫 没有智慧的头脑，就象没有腊烛的灯笼。托尔斯泰 哪里有天才，我是把别人喝咖啡的工夫都用在工作上的。鲁迅
19、耐心和恒心总会得到报酬的。爱因斯坦 耐心是一切聪明才智的基础。柏拉图 你热爱生命吗？那么别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。富兰克林 你若要喜爱你自己的价值，你就得给世界创造价值。歌德 逆境是达到真理的一条通路。拜伦 平静的湖面，炼不出精悍的水手；安逸的环境，造不出时代的伟人。列别捷夫 奇迹多在厄运中出现。培根 完成工作的方法，是爱惜每一分钟。达尔文 忘掉今天的人将被明天忘掉。歌德 为了在生活中努力发挥自己的作用，热爱人生吧。罗丹 为真理而斗争是人生最大的乐趣。布鲁诺 伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。易卜生 伟大人物最明显的标志，就是他坚强的意志。爱迪生 我从来不把安逸和享乐看作是生活目的本身。爱因斯坦 我从来不记在辞典上已经印有的东西。我的记忆力是运用来记忆书本上还没有的东西。爱因斯坦感谢聆听，谢谢！
