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第3节 焦耳定律
第六章 电功率
课程讲授
新课导入
本课小结
我们一起来闯关
1.能说出什么是电流热效应 并举例说明。
2.能写出焦耳定律公式，并能进行有关计算。
3.通过结合生活中的实例能说出电功和电热的联系及区别。
素养目标
　　认识下面的用电器吗？给它们通电后它们有什么共同特点？
新课导入
电烤箱
电取暖器
电热水器
电流通过导体时，将电能化为内能的现象，叫做电流的热效应
利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。
一、电流的热效应
1、导线和电熨斗串联，一段时间后电熨斗很热而导线不热
2、在照明电路中接入大功率电炉，电线将显著发热，可能烧坏绝缘皮，甚至引起火灾
3、风扇使用较长时间后内部被烧毁
猜想：电流的热效应与哪些因素有关？
电阻 R
电流 I
时间t
一、电流的热效应
要点提示：
（1）转换法的应用：通过U形管液面高度的变化反映产生电热的多少。
（2）控制变量法的应用：
①探究电流与通电电流大小的关系，控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过两电热丝的电流大小；
②探究电热与电阻的关系，控制通过电热丝的电流和通电时间相同，选择两个电阻不同的电热丝；
③探究电热与通电时间的关系，控制电热丝的阻值和通过的电流相同，改变通电时间的长短。
实验：探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
一、电流的热效应
研究电流的热效应跟哪些因素有关
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使密封容器中的空气温度升高、体积膨胀，U型管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
控制变量法、转换法
实验目的
实验方法
实验原理
一、电流的热效应
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
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。
一、电流的热效应
实验2：研究电热与电流关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
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。
一、电流的热效应
实验结论：
电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
实验3：电热与通电时间的关系
在电阻阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，电阻产生的热量越 。
一、电流的热效应
多
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 = I2Rt
3、单位：
I—A R—Ω t—s Q—J
二、焦耳定律
　　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。
焦 耳
二、焦耳定律
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，即
　　 Q = W = UIt = I2Rt
　　2．当电扇（非纯电阻用电器）工作时，消耗的电能转化为电机的机械能和内能。
　　W ＞ Q热
电能 内能+机械能
如：电暖器，电饭锅，电炉子等纯电阻用电器。
二、焦耳定律
[点拨]
(1)焦耳定律适用于一切电路。
(2)只有在纯电阻电路中，消耗的电能完全转化为内能，即Q＝W，如电烙铁、电热毯等。
(3)在非纯电阻电路中，电流做的功分为两部分，即电能转化为内能和其他形式的能，此时Q＜W，如电动机电路、电池充电等。

二、焦耳定律
三、电热的利用和防止
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
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。
驱潮
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，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
2．电热的危害
三、电热的利用和防止
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。
一、电流的热效应
电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
二、焦耳定律
Q = I2Rt
电能和电热关系
三、电热的利用和防止
课堂小结
1.两根阻值不等的电热丝串联在电路中，在相等的时间内 （ ）
A.消耗的电能一样多
B.电阻大的电热丝消耗的电能多
C.电阻小的电热丝消耗的电能多
D.无法确定
B
我们一起来闯关
2．在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快。这是因为( )
A．连接处的电流较大
B．连接处的电流较小
C．连接处的电阻较大
D．连接处的电阻较小
C
我们一起来闯关
3．功率相同的下列四种用电器，分别接入家庭电路中，在相同的时间内通过它们的电流产生的热量最多的是( )
A．电烙铁 B．电风扇
C．电视机 D．洗衣机
A
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4. 甲、乙两根电炉丝并联在同一电源上，甲炉电阻是乙炉的4倍，通电时间一样长，两根电炉丝产生的热量（ ）
A. 甲多些 B. 乙多些
C.一样多 D.无法比较
B
我们一起来闯关
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
5.一根 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
我们一起来闯关

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