第四节焦耳定律及其应用.ppt

第四节 焦耳定律及其应用,一 电流的热效应,电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。,二 电流热效应的应用,三通电导体产生的热量跟哪些因素有关？关系怎样？,1 电流I，电阻R，通电时间t 2 研究方法控制变量法 3 设计方案,方案1,在通电电流和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系： 电路图：,结论：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，导体产生的热量越多。,方案二,在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系。 电路图：,结论：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多。,方案三,在电流和电阻相同的条件下研究通电导体产生的热量跟通电时间的关系。 电路图：,结论：在电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，通电导体产生的热量越多。,四 焦耳定律,英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。 1 内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比 。,2 公式：Q=I2Rt 3 单位： I安 R欧 t秒 Q焦,例题,（1）某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？ 解：Q= I2Rt =(1安)2 × 2欧× 60秒 =120焦 答：1分钟产生的热量是120焦。,（2） 一只“220V 45W ”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？,（1）,（4）Q=W=Pt,（ 3）Q=W=,3 、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟， 求：1 ）消耗的电能W。 2 ）产生的热量Q。,解： 1 ） WUIt 380×10×1 3800焦 2 ） QI2Rt 10 ×10 ×2 ×1 200焦 答： 消耗的电能是3800焦； 产生的热量是200焦。,六 思考与讨论,为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连接的导线却不怎么热？,答:,因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。,七 小资料,焦 耳 焦耳（18181889），英国物理学家。他极力想从实验上去证明能量的不灭。对发现和确立能量守定律作出了主要贡献。 1840年，焦耳经过了多次通电导体产生热量的实验发现电能可以转化为热能，并且得出了一条定律，导体在一定时间内放出的热量同电路的电阻以及电流强度二次方的乘积成正比，即焦耳定律。,焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各种运动形式之间的能量守恒和转化的关系。1843年，发现了热功当量，并测出其数值。1850年，他又写了论热功当量的论文，总结和分析了以往工作的结果。以后，焦耳继续改进实验方法，不断提高实验的精确度，最后得到热功当量的值比现在的公认的值只小0.7%，从当时的条件来看，这样的精确度是惊人的。焦耳在科学道路中勇于攀登，不怕困难，精益求精的精神，很值得大家学习。,