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第4节 焦耳定律
第十八章电功率
一、电流的热效应
电流通过导体时将电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
想想议议
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
思考：如何比较电流通过导体时产生热的多少呢
演示实验
实验1：研究电热与电阻的关系
R1
R2
S
　　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：研究电热与电流的关系
R1
R2
R3
　　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。
R1 =R2 = R3
I
I
2I
在电阻相同、电流相同的情况下，通过一个电阻的时间越长，这个电阻产生的热量越多。
实验3：研究电热与时间的关系
当电流流过导体时：电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。
　　 焦耳
（James Prescott Joule，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。
二、焦耳定律
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 = I2 R t
单位
J
A
Ω
s
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
1、一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
解:
I =　 =　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
课堂例题
t=5min=300s
课堂练习
某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5 ，当它正常工作60s后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？
解：消耗的电能:W总=UIt=220V×2A×60s=26400J
线圈中产生的热量为：
Q热=I2Rt=(2A)2×5 ×60s=1200J
W机=W总－Q热=26400J－1200J=25200J
如果没有能量损失,其他电能去哪了？
三、
三、电能和电热的关系
电能和电热关系
1.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，这样的电路称为纯电阻电路。　　
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
电能全部转化为内能
纯电阻电路:
W = Q
W = Q

非纯电阻电路:
W = Q + W其他
=I2Rt
　2．像电动机、电视机将消耗的电能一部分转化为内能，另外 一部分转化为其他形式的能，这样的电路成为非纯电阻电路。
　　W ＞ Q
电能转化为内能+其他形式的能
W=UIt
W=Pt

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
额定电压相同
电压和时间相同时：
电流和时间相同时：


电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
四、电热的利用和防止
　 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.
电热的危害
利用微型风扇为电脑散热
笔记本的旁边有很多孔，为了通风散热
1.下列情况中防止电热危害的是（ ）
A.供取暖用的电热毯
B.电热器的发热体
C.电熨斗的金属外壳
D.电视机上的散热窗
　
D
2.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，产生热量最多的是（ ）
A．电风扇
B．电视机
C．电烙铁
D．一样多
C
课堂小结
焦耳定律的实验和内容
电能和电热的关系
电热的利用和防止

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