第十八章电功率第4节焦耳定律1.理解焦耳定律，并能用焦耳定律进行有关计算，会解释有关电热现象；了解电热的利用和防止。2.在实验过程中，体验控制变量法和转换法的应用，进一步提高实验设计能力，养成实事求是和严谨的科学态度。教学目标1、电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。电热水器电热水壶电炉电烤箱电饭锅电热取暖器一、电流的热效应一、电流的热效应1、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。2、电流产生的热量用Q来
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示；热量的单位和能量的单位一样，都是焦耳，焦，J灯泡通电一会儿会烫手，不通电不烫手，说明什么？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？猜想：电热Q与电阻、电流、时间有关。讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？（控制变量法）讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？（转换法）实验中，通过观察_________________来比较电流产生的热量的多少。管中液面上升的高度这种研究方法叫二、电流产生热量Q的多少跟什么因素有关？请同学们以4人为一小组，结合书P99页内容讨论在电流相同、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。现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。结论1：控制不变的量是：__________、____________。电流通电时间实验1：研究电热与电阻关系在电阻相同、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。现象：电流较大的这边的液柱上升较高。结论2：控制不变的量是：____________、______________。电阻通电时间实验2：研究电热与电流关系焦耳（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Q=I²Rt热量电流电阻时间JAΩS公式：物理量：单位：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。三、焦耳定律当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即：Q=W=UIt=I2Rt(如：电暖器、电饭锅、电炉子等)此时：Q=W=Pt=UIt=U2Rt适用于纯电阻电路（只发热）=I2Rt【问
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回顾】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：导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻，由Q=I2Rt可知，导线产生的热量少。例题一根60Ω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：电流产生的热量为：Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×5×60s=6480J还有其他方法吗？1．电热的利用 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。3四、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，是为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等。2．防止电热的危害散热窗散热风扇1.电流的热效应2.电流产生热量Q的多少跟什么因素有关？3.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：Q=I2Rt4.电热的利用和防止。本课小结√×××图是课本“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（ ）A．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大B．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少C．要保持两个电阻丝两端电压相等D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同B两电阻丝串联电流相等热量的多少不能直接观察，可通过U型管液面高度差的变化来反映电路中两电阻串联，电流相等，各电阻分得电压不等实地演练2.小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看做导体）接在干电池正负两极上，如图所示，锡箔纸较窄处最先燃烧。这是因为与长度相同的锡箔纸较宽处相比，较窄处（ ）A．电阻较大B．电流较大C．电压较小D．电功率较小A材料和长度相同时，导体越细，电阻越大串联电路中各处的电流相等锡箔纸较窄处电阻大，电压较大锡箔纸较窄处电压大，电功率较大3.小明家电饭锅的电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作。你认为引起电源线过热的原因可能是（ ）A．电路的电压过高B．新买的电源线过细C．新买的电源线过粗D．新买的电源线过短B基础巩固题4.将规格都是“220V180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）A．电冰箱产生的热量最多B．电脑产生的热量最多C．电热毯产生的热量最多D．三者产生的热量一样多C基础巩固题5.甲、乙两电热丝电阻之比为3﹕4，通过的电流之比为3﹕1，则相同时间内产生的热量之比为（ ）A．27﹕4B．9﹕4C．4﹕9D．4﹕27A基础巩固题6.电热水壶上标有“220V1800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻______。在额定电压下，烧开一壶水用时3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为_________J。小3.6×105基础巩固题用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。（1）烧瓶中装入的煤油是________（选填“导体”或“绝缘体”）。（2）请根据实物电路，在虚线框图内画出对应的电路图。（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应______，通过R1的电流_________通过R2的电流。绝缘体相等小于能力提升题（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明__________________________________________________。（5）小红用如左下图示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，右下图中能正确反映h–I关系的是_________。电阻和通电时间不变，电流越大产生的热量越多A【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因。____________________________________________________________________________________________________________。不能。含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化为内能，即发热了，W=UIt＞Q=I2Rt谢谢大家
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