2020-2021學(xué)年第五節(jié) 焦耳定律圖片課件ppt

這是一份2020-2021學(xué)年第五節(jié) 焦耳定律圖片課件ppt，共22頁。PPT課件主要包含了生活中的物理，請舉例說明，電流的熱效應(yīng)，電熱器，電熱水器，電熱水壺，電烤箱，電飯鍋，電熱取暖器，常見電熱器等內(nèi)容，歡迎下載使用。
情景引入：電腦使用一段時間后，用手觸摸主機(jī)有什么感覺？為什么？電腦后面有一些小孔，而且有時能聽到風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的聲音，小孔和風(fēng)扇起什么作用？
生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。
　 電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
利用電流的熱效應(yīng)來加熱的設(shè)備：______
電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么?電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?　　電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?
討論1：當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，應(yīng)該用 什么方法去研究？
討論2：實驗中通過觀察什么現(xiàn)象來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少？這種研究方法叫什么法？
當(dāng)電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來一樣高的液柱就會逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高。實驗中，通過觀察_______________來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。
實驗1：研究電熱與電阻關(guān)系
在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。
現(xiàn)象：電阻較大的這邊的液柱上升較高。
控制不變的量是：_____ _______
實驗2：研究電熱與電流關(guān)系
在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。
現(xiàn)象：電流較大的這邊的液柱上升較高。
控制不變的量是：_____ ________
實驗3：研究電熱與通電時間的關(guān)系
現(xiàn)象：給同一個電阻通電的時間越長，液柱上升較高。
在電流、電阻相同的情況下，通電的時間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。
　　焦耳（James Presctt Jule， 1818—1889），英國物理學(xué)家。用 近 40 年的時間做了 400 多次實驗， 研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實 驗，于 1840 年最先精確地確定了電 流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電 時間的關(guān)系。
Q = I2 R t
熱量 電流 電阻 時間
J A Ω S
1.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
焦耳 (1818－1889)
當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q 就等于消耗的電能W，即Q = W = UIt = I2Rt (如：電暖器，電飯鍋，電爐子等)
當(dāng)電扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：
此時：Q=W=Pt=UIt =
我們學(xué)了焦耳定律，怎樣回答前面的問題？
4.應(yīng)用解釋：導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱呢？ 答：電爐通過導(dǎo)線接到電路中，導(dǎo)線中的電流跟電爐絲中的電流相等，但電爐絲的電阻比連接電爐絲的導(dǎo)線電阻大得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt知，電流相等時，電阻大的，相同時間里放出的熱較多，所以電爐絲很熱，而導(dǎo)線卻不熱。
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J
　　一根 60 Ω 的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?
答: 在 5 min 內(nèi)共產(chǎn)生 6 480 J 熱量。
　　額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟桑娮柙酱?，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?
前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。
辯題：電熱是有利的還是有害的？ （正方觀點：有利的。反方觀點：有害的。）要求：請正反雙方舉例支持自己的觀點，限時
電熱器的優(yōu)點: 清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
　　很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運行時要用微型風(fēng)扇及時散熱等等。
1、一個40Ω的電阻，通過0.3A的電流，則通電______min釋放熱量為2160J。
2、兩個電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；若兩個電熱器的電阻相同，通過的電流為1︰3，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_____。
3、兩根長度相同，粗細(xì)不等的鎳鉻合金電阻絲，串聯(lián)以后接入電源兩端，在相同的時間內(nèi)電阻絲上的放熱情況是（ ）A、一樣多 B、粗的較多 C、細(xì)的多 D、無法判斷
4、在家庭電路中，導(dǎo)線的連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化甚至引起火災(zāi)，為什么？
答：導(dǎo)線的連接處與別處是串聯(lián)的，通過它們的電流和通電時間相等，而導(dǎo)線的連接處的電阻比別處要大得多，因此在相同時間內(nèi)電流通過導(dǎo)線的連接處產(chǎn)生的熱量比別處要多得多，所以導(dǎo)線的連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化甚至引起火災(zāi)。
總結(jié) 與反思
談?wù)勛约罕竟?jié)課在知識、方法上各有哪些收獲？還有什么疑惑的地方？
1.電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象，叫電流的熱效應(yīng)。
2.焦耳定律：Q=I 2Rt
3.要從通風(fēng)、散熱等角度來有效地防止電熱的危害。