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第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
电热器的发展
一： 电流的热效应
电流的热效应
电流通过导体时 能转化成 能，这种现象叫做电流的热效应。
电
内
1：找出下列用电器中主要是利用电流的热效应工作，并进行勾画。
电烤箱
电饭煲
电热毯
取暖器
洗衣机
电烙铁
电风扇
电脑
随堂练习
热水壶
电视机
常见的家用电热器、孵化器、电烤箱、烘干机等也利用了电流的热效应。
二：电热的利用和防止
2.电热的危害
1.电热的利用
例如，计算机、电视机工作时电流的热效应，导致温度过高，会影响其正常工作和使用寿命。
3.电热的防止
故计算机、电视机的后盖都留有小孔，计算机还装有风扇。
散热窗
三：电热的影响因素
（1）：电热丝和导线串联还是并联？电流和电阻是否相同？
（2）: 用手感受电热丝和导线通电一段时间产生热量相同吗？
（3）：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关

电流相同，电阻不同
不相同
电阻
猜想电热Q：与_______.______._________有关
电阻
电流
通电时间
1：实验目的——探究电热与电阻、电流的关系
三：电热的影响因素
电源，开关，导线，滑动变阻器
焦耳定律演示器
2：实验器材——
高度差△ h
三：电热的影响因素
U形管液面的高度差越大，电流产生热量越多。
转换法
4：电热与电阻的关系实验电路图
6：实验记录表
实验次数 电流关系 电阻小/Ω 通电时间关系 U形管液面高度差⊿h 左 右 左 右 左 右 左 右
1
三： 电热的影响因素
相等
相等
电流相同
串联
3：实验方法——控制变量法
5
10
小
大
5：电热与电流的关系实验电路图
并联分流I1=2I2
6：实验记录表
实验次数 电流关系 电阻大小/Ω 通电时间 关系 U形管液面 高度差⊿h 左 右 左 右 左 右 左 右
2
三：电热的影响因素
电阻
大
相等
小
大
小
相等
实验次数 电流关系 电阻大小/Ω 通电时间 关系 U形管液面 高度差⊿h 左 右 左 右 左 右 左 右
1（上图） 相等 5 10 相等
2（下图） 大 小 相等 相等
【收集证据】
大
大
小
小
（1）.在电流和通电时间相等的情况下，电阻越__，电流产生的热量越___。
（2）.在电阻和通电时间相等的情况下，电流越__，电流产生的热量越___。
（3）.通电时间越长，电流产生的热量越多
三：电热的影响因素
7：结论
大
多
大
多
四： 焦耳定律
焦耳 James Prescott Joule
（1818—1889）
　　焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 10 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。
四： 焦耳定律
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。这个规律叫作焦耳定律（Joule’s law）。
1.内容：
2.公式：
Q ＝ I 2 R t
3.单位：
焦耳（J）
Q
焦耳—J
秒— s
I
安培 —A
R
欧姆—Ω
t
1J=1A2·1Ω·1V
随堂练习
2. 通过某电阻丝的电流为2 A时，测得它的电阻是2 Ω，该电阻丝1 min产生多少热量
解析：
该电阻丝1 min产生多少热量 t=60S
Q = I2Rt =(2 A)2×2 Ω×1×60 s = 480 J
随堂练习
3：电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
根据焦耳定律Q ＝ I 2 R t
在电流和通电时间相同时，电炉丝的电阻 比导线大，电炉丝产生热量多。
4：当插线板接入用电器较多时，往往是干路部分容易起火，你觉得是为什么呢？
根据焦耳定律Q ＝ I 2 R t
在电阻和通电时间相同时，干路电流比支路电流大，干路部分产生热量多。
焦耳定律
四
电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
电功 电功率 焦耳定律 适用条件
基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt 普遍适用
（所有电路）
推导公式 纯电阻电路
Q=W
焦耳定律
四
4:焦耳定律的推导
若电流做的功全部用来产生热量，消耗的电能全部用来产生热量时，
练习：5：烧水壶在某次烧水时消耗的电能为7.2×105J,则产生的电热为_________。
6:电饭锅在煮饭时产生的电热为8×105J，则此次煮饭电流做的功__________。
纯电阻电路
即 Q = W
所以 Q = W = UIt =
7.2×105J
8×105J
U2t
R
焦耳定律
四
非纯电阻电路
在该类电路中电能主要转化为其它形式的能量只有一部分转化为内能
此时
练习7:
当电扇工作时，消耗的电能为7.2×103J，则产生的热____7.2×103J。（选填“大于”或“小于”或“等于”）
Q＜W
小于
8.如图甲所示，电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中，R1＞R2。
在相同时间内哪个放出的热量多
随堂练习
两电阻串联，电流相同
根据焦耳定律Q ＝ I 2 R t
在电流和通电时间相同时，R1＞R2，R1产生热量多。
9、如图乙所示，电阻为R3、R4的电阻器并联后也接在电压为U的电路中，R3＞R4。
两电阻并联，电压相同
根据焦耳定律Q ＝W=
在电压和通电时间相同时，R3＞R4，R4产生热量多。
U2t
R
在相同时间内哪个放出的热量多
随堂练习
8：一只电熨斗接在220V的电路中，电熨斗的电阻为 110 Ω， 通电10 min产生多少热量
I =
U
R
解：
=
220V
110Ω
= 0.5A
Q = I2Rt
= (0.5A)2×110Ω×600s
= 16500J
9：如果是一只额定电压为220V、线圈电阻为10Ω、额定功率为110W的电动机接在220V的电路中，通电10 min会产生多少热量
消耗的电能：W总=Pt=110W×600s=66000 J
产生的热量：Q=I2Rt=(0.5A)2×10 ×600s=1500 J
得到的机械能：W机=W总－Q=66000 J－1500 J=64500 J
正常工作时的电流：I =
P
U
=
110W
220V
= 0.5A
5：小结
六：课后设计
家里有个取暖器内部电路图如图所示，想让此电炉工作同等时间产生热量更多，给你一根电阻丝和若干导线进行改装，你会将这根电阻丝与原电阻丝串联还是并联？画出改装后的电路图，改装后总电阻变大还是变小，总电流变大还是变小？

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