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粤沪版九年级《15.4焦耳定律》

发布时间:2013-11-29 09:24:34  

周六,小明的爸爸出门前嘱咐他好好

写作业,不要看电视。爸爸回来时看到他
在认真写作业,电视机也没打开,很高兴。 可之后就发现,小明刚看过电视。

生活中,许多用电器接通电源后,都伴 有热现象产生。

电热器

热水器

水用管状电热器

饮水机

电熨斗

电烤箱

电烙铁

电炉

一、电流的热效应:
电流通过导体时,电能要转化为热 能,这个现象叫电流的热效应。
导线和电熨斗串联,为什 么电熨斗很热而导线并不 很热?说明什么?

点亮的灯泡过一 会儿会烫手,说 明什么?

猜想:与 电阻、电流、时间 有关

设计实验: 电流通过导体产生的热与电阻的关系 (控制变量法 等效替代法)
在烧瓶AB中盛等量的煤油,温度计显 示煤油的温度.烧瓶A中是铜丝,电阻 较小,烧瓶B中是镍铬合金丝,电阻较 大.两瓶中金属丝串联起来接到电源 上.通电一定时间后,比较两瓶中煤油 的温度变化.

电流产生的热量跟 电阻、电流、时间 有啥关系

等量煤油,电流相同,时间 条件: 相同

现象: B瓶中温度上升的多
电流和通电时间相同时, 结论: 电阻越大,产生的热量越 多。

条件: 通电时间相同,电阻相同 电流大时,温度上升多 现象: 结论: 在通电时间一定、电阻 相同时,通过的电流越 大,产生的热量越多。

条件: 通电电流相同,电阻相同 时间长时,温度上升多 现象: 结论: 在通电电流一定、电阻 相同时,通电时间越长, 产生的热量越多。

实验结论
结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件 下,电阻越大,电流产生的热量越多。 结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下,电 流越大,电流产生的热量越多。 结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下, 通电时间越长,电流产生的热量越多。

焦耳在1818年12月24日生于 英国曼彻斯特,青年时期,在别 人的介绍下,焦耳认识了著名化 学家道尔顿.道尔顿给予了焦耳热 情的教导.焦耳向他虚心的学习了 数学、哲学和化学,这些知识为 焦耳后来的研究奠定了理论基础.

1840年,焦耳把环形线圈放入装水的试管内, 测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验, 他发现:导体在一定时间内放出的热量与导体的 电阻及电流强度的平方之积成正比. 后人为了纪 念焦耳,把功和能的单位定为焦耳.

二、焦耳定律:
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。
公式: = I 2 R t Q 意义: 热量 电流 电阻 时间 单位: J A Ω S

焦耳定律的理论推导
电流通过导体时,如果消耗电能
全部转化为热,而没有同时转化为其 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。
Q = W = Pt = UIt = IR×It = I2Rt

适用于纯电阻电路

考考你

电炉丝和导线通过的电 流相同。为什么电炉丝

热的发红,而导线却几
乎不发热? 原因:导线电阻远小于电炉丝电阻, 产生的热量少。

一根60?的电阻丝接在36V的电源上, 在5min内共产生多少热量? 解: 通过电阻丝的电流为: U 36V ? 0.6A I? ? R 60?

电流产生的热量为:
Q=I2Rt=(0.6A)2×60?×5×60s =6480J

三、电热的利用和防止
1、电热的利用
电热器:利用电来加热的设备. 发热体:电阻大,熔点高 2、防止电热的危害 将导体烧坏 使绝缘材料老化

防止措施: 设法散热

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 高,还可以方便地控制和调 节温度。

计算机、电视机 等用电器也都是考虑 散热,它们的机壳上 都有散热孔.

电流热效应的控制(防护)

散热片

散热风扇

散热窗

散热窗、散热片、散热小风扇

本节课学到了什么 :
1.什么叫电流的热效应?
电流通过导体时电能要转化成热, 这个现象叫做电流的热效应.

2.电流热效应与电阻大小的关系
在电流一定时,发热功率与电阻成正 比,即 P=I2R;在电压一定时,发热功 率与电阻成反比,即 P=U2/R.

3.电热的利用和防止

1.电流的热效应是电流通过导体时 热能 电能 _____转化成____的现象。电热器是利
用电流的_______制成的加热设备。 热效应 时间 的实验中,应保持_____、_____一定, 电阻

2.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”

用__________改变电阻丝的电流。 滑动变阻器

3. 两个电热器的电阻之比为4︰3,通过 相同的电流,在相等的时间里产生的热 量之比为_____;若两个电热器的电阻 4︰3 相同,通过的电流强度为1︰3,在相等 的时间里产生的热量之比为______。 1︰9

4.当0.2安的电流通过一金属线时产生 的热量为Q1,若使通过的电流增加到0.4 安时,在相同的时间内产生的热量为Q2, 那么Q2是Q1的( ) B

A. 2倍

B. 4倍

C. 0.25倍

D. 0.5倍

5.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A,
它的电功率是____W,通电1min时产 400 生的热量是_______J。 24000

6、一个电热器,当通过它的电流 4 J 是2A时,每min产生2.64×10 热量.求该电热器的电功率和它工 作时的电阻值.

7.一根60?的电阻丝接在36V的电源上, 在5min内共产生多少热量?
解: __ = 36V =0.6A 通过电阻丝的电流为: I= U R 60?

电流产生的热量为:
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60J=6480J


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