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焦耳定律
第十八章第四节
课前实验
2. 理解焦耳定律，并能用焦耳定律进行有关计算，会解释有关电热现象；了解电热的利用和防止。
1.在实验过程中，体验控制变量法和转换法的应用，进一步提高实验设计能力，养成实事求是和严谨的科学态度。
学习目标
1、电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
电热水器
电热水壶
电炉
电烤箱
电饭锅
电热取暖器
这些用电器工作时有什么共同特点？
一、电流的热效应
电炉工作时，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
想一想
实验方法：
实验目的:
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
实验原理:
电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成高度差；液面差越大，产生的热量差别越大。
实验探究
控制变量法
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关
演示实验
实验装置
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关
演示实验
电阻丝
带颜色的液体
通过观察 来比较电流产生的热量的多少。
两个密闭容器中封有等量的空气
U型管中液面上升的高度
实验方法：
转换法
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
　　在I与t相同的情况下，R越大，这个电阻产生的热量Q越多。
控制不变的量是：_____ _____
时间
电流
现象：
电阻较大的这边的液柱上升较高．
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
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R、t相同的情况下，通过一个电阻的I越大，这个电阻产生的热量Q越多。
现象：
控制不变的量是：_____ _______。
电阻
通电时间
电流较大的这边的液柱上升较高。
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。
1．内容：　
Q = I 2R t
Q —— 焦（ J）
t —— 秒（ S）
R —— 欧（Ω）
1 J = 1 A2.Ω.S
四正正正 三一
理 解
公 式
单 位
I —— 安（ A）
2．公式：　
焦耳定律
二
电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
观察思考
定律Q=I2Rt知
导线和电炉丝串联
It相同
R电炉丝>R导线
Q电炉丝>Q导线
　　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　　　　
　　2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
W
三、电能和电热关系
电能 内能+机械能
纯电阻
非纯电阻
Q = W =
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
＞
Q热
UIt =
I2Rt
纯电阻电路:
电能 → 内能
Q
W
=
M
非纯电阻电路:
电能 → 内能+机械能
W
Q + E机
UIt
I2Rt
UIt
I2Rt
Q=W = UIt=
I2Rt=
全部都可用
>
初中阶段，我们认为电阻，小灯泡都是纯电阻
注意
1.原理：利用电流的热效应来工作的。
2.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的
3.电热器的电热和电功的关系
因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以
电热Q=电功W
电热器
1、电热的利用
电热驱蚊器
电饭煲
电熨斗
电取暖器
四、电热的利用和防止
利用电热孵化器孵小鸡
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。
1、电热的利用
四、电热的利用和防止
　　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、电热的防止
四、电热的利用和防止
从“发电站”到“用户”
高压输电的原理：
由于P=UI,当P输出一定时，U越大，则I越小;当R一定时，
I越小（Q=I2Rt），则电网损耗的电能就越小。
电灯变暗的原理：
家庭线路也有一定的电阻，当用电高峰时，总P大，总R变小，总I大，则干路线路的电压降U线=IR线就越大，则加载在并联用电器两端的电压就降低，导致实际功率变小。
1.电流的热效应
2.电流产生热量Q的多少跟什么因素有关？
3. 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。
公式：Q=I2Rt
4.电热的利用和防止。
本课小结
√
×
×
×
图是课本“探究电流通过导体产生的
热量与导体电阻间关系”的实验装置，两
个透明容器中封闭着等量的空气，电路正
确连接后，通电进行实验过程中，下列说
法正确的是 （ 　）
A．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
B．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
C．要保持两个电阻丝两端电压相等
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
B
两电阻丝串联电流相等
热量的多少不能直接观察，可通过U型管液面高度差的变化来反映
电路中两电阻串联，电流相等，各电阻分得电压不等
实 地 演 练
2. 小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看做导体）接在干电池正负两极上，如图所示，锡箔纸较窄处最先燃烧。这是因为与长度相同的锡箔纸较宽处相比，较窄处 （ 　）
A．电阻较大
B．电流较大
C．电压较小
D．电功率较小
A
材料和长度相同时，导体越细，电阻越大
串联电路中各处的电流相等
锡箔纸较窄处电阻大，电压较大
锡箔纸较窄处电压大，电功率较大
1、把一台电风扇正常工作时为220V100W，电动机线圈的电阻为2Ω，问：
（1）正常工用时1min消耗的电能
（2）正常工用时1min通过线圈的电流产生的热量及效率？
（3）让扇叶不转时,工作1min通过线圈的电流产生的热量？
归纳：
电机消耗的电能 W电能 = UIt （P= UI）
电机输出机械能 W机械 = FS/Gh （P= FV）
电机产生的热量 Q热量 = I2Rt （P=I2R）（W>Q,W电能 = W机械能 + Q热量）。
电机专题

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