18.4焦耳定律课件PPT解析

第四节焦耳定律饮水机电暖气电热油汀电炉电热毯电烙铁感受生活……电流的热效应电流流过导体时，将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。通电后有什么现象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?说明电流产生的热量和电阻大小有关想想议议着火了！why？电流产生的热量和电流大小有关跟电流有关跟电阻有关跟时间有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?演示实验实验装置实验1：研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10ΩA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。实验2：研究电热与电流关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1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。通过导体电流和导体电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。以上两个实验中电流通过电阻丝是产生热量的多少是怎样体现出来的？应用了哪些研究方法？温度计示数的变化转化法控制变量法焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），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(普遍适用)3．单位：焦耳（J）二、焦耳定律I-A，R-Ω，t-S，Q-J.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?想想议议答：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；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。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。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。四、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。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。2．电热的危害例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为2安培，问这根电阻丝在30秒内产生热量多少？解：Q=I2Rt=(2A)2×10Ω×30s=1200J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？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接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，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，而导线却不热。想想议议若消耗的电能全部用来产生热量即Q=W注意：对于电风扇和电动机来说以上三个公式都不能用，只能用Q=I2Rt来计算它产生的热量纯电阻电路：Q=W=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非纯电阻电路：Q＜W总(W总＝UIt=W外＋Q)注意：2.某电热器电阻丝的电阻为55欧,接入220V的电路中,在20分钟内产生多少热量?纯电阻电路3.下列用电器正常工作时，在相同的时间内产生热量最多的是（）A．“220v，60w”的电风扇B．“220v，60w”日光灯C．“220v，60w”的电热器D．一样多C哪个用电器消耗的电能多？4.一电炉的电阻是100Ω，通电时间10秒钟产生的热量为4×105J,通过这个电炉的电流是A5.电流通过电风扇做功时，能转化为_____能和能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定________3.6×106J20电内机械小于纯电阻电路非纯电阻电路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?想想议议答：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；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。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。方法点拨电热与电阻成反比与成正比都是有可能的，关键看是电压、时间一定，还是电流、时间一定。5．在电源电压保持不变时，为了使电热器在单位时间里产生的热量多一些，下列措施中可行的是（）A．增大电热丝的电阻B．减小电热丝的电阻C．在电热丝上串联电阻D．以上措施都可以6、电炉丝坏了，去掉四分之一后接在原来的电源上使用时，在相等的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（）A．3：4B．4：3C．4：1D．1：47．A、B两个电阻串联，在相等的时间内A产生的热量比B多，由此得出下列判断中正确的是（）A．通过A的电量比B多B．通过A的电流比B大C．A两端的电压比B高D．A的额定功率比B大6.如图a、b两相同容器中分别装有相等质量的煤油，煤油中的电阻丝阻值分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭合开关S后，a、b容器中煤油温上升较快的是（）A.a容器中的煤油B.b容器中的煤油C.a、b容器中的煤油温上升快慢一样D.无法判断A7.如图所示，电源电压220伏，R是电烙铁，标有“220V，40W”字样；L是电灯泡，标有“PZ220—40”字样.当开关S闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是______焦，当开关S断开时，电烙铁的实际功率是_____瓦；开关S断开后，整个电路工作_____小时消耗1千瓦电能.240010508.一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。(3)如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？非纯电阻电路解：1）W＝UIt＝380V×10A×1S＝3800J已知：电动机U=380VI=10AR=2Ωt=1s求：（1）W（2）Q(3)W机2）Q＝I2Rt＝(10A)2×2Ω×1S＝200J3）W机＝W-Q＝3800J-200J＝3600J9.某电器厂欲设计一种高、中、低温三档的家用电饭锅，其发热体电阻丝如图所示，A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝的中点（电源电压保持不变）.⑴说明各档位的连接方式⑵分别计算出中、低两档的发热功率.11、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．求（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能；（2）电路中R1的阻值；（3）电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流和R1的功率．12.CFXB型“220V1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W．（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？（2）电热丝R0的阻值多大？（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？13.图是一个电热毯的简化电路图，电源电压为220V，R1是发热电阻，R2是阻值为616Ω的分压电阻，S是控制电热毯工作状态的开关。S转到触点1为断开状态；S转到触点2为低温状态；S转到触点3为高温状态，此时功率为100W。求：（l）当开关S转到触点3时。电热毯的发热电阻R1是多少Ω？（2）当开关S转到触点2时，通过电路的电流是多少安？发热电阻R1消耗的功率是多少瓦特？14、小红和小明分别用图所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系。他们分别将两段阻值不同的电阻丝(R1＜R2)密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连(设他们所用的各种同类器材性能相同)。问：小红的方案小明的方案(1)在这个实验中电流产生热量的多少是通过_________体现出来的。(2)他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的是_______。(3)小红和小明的实验方案中有一个是错误的，请针对错误的实验方案进行简要评估。(说明谁的方案是错误的，以及错误的原因。)小气球的膨胀程度C小明的，没有控制电流一定！三、电热的利用和防止1、电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。电热器的主要组成部分是发热体。电热器就是利用电流的热效应工作的发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝缠绕在绝缘材料上制成的。饮水机电暖气电热油汀电炉电热毯电烙铁2、电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主机里面的小电风扇等等。散热风扇CPU散热片电热的防止例：下列情况中属于防止电热危害的是()A．电视机背后有散热窗B．家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次C．大型爆破工程，用电热装置引发炸药A