1、焦耳定律,第十八章 第节,1.观察现象:电炉: 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？,（一）实验准备,像电暖气等生活中很多用电器，通电以后会产生热量。这是电流的那种效应？,一 电流通过导体时，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。,2.提出问题: 电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关？ 请同学们作出合理猜想。,3.进行猜想（生活举例） （1）取暖器档位改变：电流的大小； （2） 热敏电阻： 电阻的大小； （3）太阳能热水器：通电时间的长短,【实验指导】: 电流产生热量有多有少，你能从提供的器材中，比较出热量的多少吗？电阻丝、密封容器（带
2、有小孔）、U形管（装有颜色的液体）、橡胶管、烧瓶、煤油、温度计,1电阻丝加热密封容器中的空气，空气受热膨胀，推动U形管中液体，形成液面差,方案讲解： 1.电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成 ；液面差越大，产生的热量越 。 2.转换法：在实验中，将不易观察到的现象通过其他方式直观，形象地显示出来的方法，称之为转换法（把放出热量的多少转换为液面的高度差）,液面差,多,（二）探究实验,实验一：探究产生热量Q与电阻R的关系,1.通过我们的猜想电流产生的热量可能与多个因素有关，应该采用什么探究方法？,控制变量法,2.当探究产生热量Q与电阻R的关系时，如何控制变量呢？一个10欧、两个5欧的电阻
3、丝，我们怎么选？,应让电流、通电时间一样，改变电阻的大小； 选一个5欧和一个10欧的电阻,3.如何才能更好地让通过两个电阻的电流、通电时间一样？,将两个电阻串联,【进行实验】,哪个电阻的液面差明显？说明了哪个电阻产生的热量多？ 可以得到什么结论？,1.10欧的液面差大 2.电阻大的产生热量多 3.当通过导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。,【结论】,实验二：探究产生热量Q与电流I的关系,1.当探究产生热量Q与电流I的关系时，如何控制变量呢？,让电阻、通电时间一样、改变通过电流的大小,2.一个10欧、两个5欧的电阻丝，我们怎么选？,选两个5欧的电阻丝,【思考：】 两个
4、容器中密封同样的电阻，在另一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中的电阻的电流就不同。,【进行实验】,1.左边液面差明显 2.电流大的产生热量多,【实验现象】,【结论】,当导体的电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大， 电流产生的热量越多。,实验三：探究产生热量Q与通电时间t的关系,哪次通电形成的液面差明显？可见产生的热量多少与通电时间有什么关系？,第二次液面差大,第一次通电5s， 第二次通电10s.,结论： 当通过导体的电流和导体的电阻大小相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。,当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。,【实验总结】
5、,焦耳（James Prescott Joule， 18181889），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。,焦 耳,1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2公式：Q = I2Rt 3单位：焦耳（J）,二、焦耳定律,注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对的是同一段导体而言的；2、Q跟I的二次方成正比；3、计算时各物理量的单位：I 安，R欧，t秒，Q焦。,4.焦耳定律的理论推导,前提： 电流通过导体
6、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。,即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt,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。,5.焦耳定律公式拓展：Q=W=Pt=UIt= U t(只适用于纯电阻电路),2,R,Q = I2Rt=(0.6 A)260 W300 s= 6 480 J,1.一根 60 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?,答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。,解:,
7、例题,解:,中考例题：2014青岛,2.甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）,电热器产生的热量之比：,1.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。 2.可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。 3.二者似乎有矛盾，这是怎么回事?,想想议议,答： 1.前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同； 2.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。 3.所以我们在应用公式时应该特别注意条件。,【课堂小结】,典型例题解析,【4】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置，它是由三段阻 值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路与方框外的电路相连接。当开关S掷到A点时 为高温，掷到B点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的热量是低 温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电路图。,图9-3-1,答案,典型例题解析,