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第十五章 电能与电功率
15.4 焦耳定律
导入新课
将如图所示的电炉接入家庭电路中，会发现，通电的电炉丝会发光、放热，其温度是很高的，而与电炉丝连接的导线却是凉的，这是什么原因呢？
探究思考
节能灯和热水器铭牌图
热水器
节能灯上的“7W”和电热水器上的“2200W”的字样是什么意思
节能灯
洗衣机半小时做功180000J
电流通过公共电车2s做功120000J
哪个做功做得比较快
探究新知
知识板块一 通电导体产生的热量与哪些因素有关
观察与思考
电油炸锅
电饭煲
电熨斗
这些用电器通电后，都伴有热现象，这是为什么呢？
电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。
实验与探究
探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
（1）可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热。
（2）可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。
（3）可能与通电时间有关，因为通电时间越长，用电器产生的热量越多。
实验与探究
（1）如图所示，R2＞R1，控制通过导体的电流和通电时间不变，比较温度计的示数。
电阻R2温度计的示数比电阻R1温度计的示数大
（2）相同时间内通过R 的电流为I，移动R0的滑片，使通过R 的 电流为2I。比较R 两次所产热的多少。
通过电流为2I 时比通过电流为I 时的温度高
（3）如图所示，控制电阻R、电流I 相同，闭合开关，每隔一定时间记录一次温度计的示数，比较通电时间对电热的影响。
通电时间越长温度计示数越大
归纳与小结
1.当通过导体的电流一定时，通电导体的电阻越大，产生的热量越多。
2.实验表明，当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。
3.实验还表明，通电时间越长，导体产生的热量越多。
通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。
探究新知
知识板块二 焦耳定律
观察与思考
导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，导体产生的热量越多，那么导体产生的热量和电阻、电流及通电时间之间有什么样的定量关系？
小结
英国物理学家焦耳经过多年的研究，做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：
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，这个规律叫做焦耳定律。
I 的单位是安培(A)，R 的单位是欧姆(Ω)，t 的单位是秒(s)，Q 的单位是焦耳(J)。
如果用Q 表示电流流过导体时产生的热量，I 表示通过导体的电流，R 表示导体的电阻，t 表示通电时间，那么焦耳定律可以用公式表示为
Q＝I2Rt
焦耳定律是在实验的基础上总结出来的，你能用电功率公式把它推导出来吗
W=Pt =UIt =I 2Rt
观察与思考
如图所示，电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生的热量等于1000J吗？
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 = I 2Rt
（即纯电阻电路），如：电暖器，电饭锅，电炉子等。而电吹风工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能=内能+机械能，即W＞Q热。
交流与讨论
典例精析
某电热器接在220V的电源上，其电阻是100Ω，则通电8min约产生多少热量
解:已知U=220V，R=100Ω，t=8min=480s。
由欧姆定律，得I= = =2.2A，
将I 的值代入焦耳定律的公式，得Q=I 2Rt=
(2.2A) × 100Ω × 480s≈ 2.3 × 105J。
答:这个电热器通电8min产生的热量约为2.3x105J。
探究新知
知识板块三 电流热效应的应用与控制
观察与思考
（1）电流热效应的应用
(a)电压力锅
(b)电暖手宝
(c)电养生壶
(d)电饼铛
(a)电视机外壳多孔散热
(b)台式电脑CPU散热器
(c)笔记本电脑铝合金散热器
（2）电流热效应的控制
交流与讨论
电流的热效应有什么利和弊？
优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。
缺点：浪费电能，造成电线老化，影响用电器使用寿命。
课堂小结
15.4 焦耳定律
一、通电导体产生的热量与哪些因素有关
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容
2.焦耳定律的公式
三、电流热效应的应用与控制
1.电流热效应的应用
2.电流热效应的控制
随堂检测
1．电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光。电流通过导体时，电能转化成_____，导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。
内能
2．如图所示，在探究电流的热效应与哪些因素有关的实验中：
(1)通过观察_________________来判断电流产生的热量的多少。
温度计示数的变化
(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与__________的关系。
(3)实验表明，通电导体产生的热量与导体的_____、通过导体的_______以及通电时间有关。
电阻大小
电阻
电流
3．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量，跟电流的二次方成____，跟导体的电阻成_____，跟____________成正比。计算公式是____________。
正比
正比
通电的时间
Q＝I2Rt
4．电热器是利用电流的___效应来工作的，电热器的主要组成部分是发热盘，它是由电阻率___、熔点____的电阻丝制成的。生活中常见的电热器有________、___________、________等。
热
大
高
电熨斗
电热水壶
电吹风
5．长期不用的家电设备每隔一段时间需要通电一次，这是_______电流的热效应；电视机的机壳上设计了网眼花格，这是____电流的热效应。
利用
防止

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