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焦耳定律
同学们还能举出生活中哪些产生电热的现象？
热熔胶枪
电热座椅
电扇使用发热
手机使用发热
电热有用可以利用
——清洁卫生，没有环境污染，还可以方便地控制和调节温度。
电热有害加以防止
——浪费电能，影响用电器使用寿命。
想想议议
电饭锅
电脑CPU发热
电流通过导体或用电器都会产生热量，其产生的热量与什么因素有关呢？
电流不同
电阻不同
时间不同
提出猜想
理论推导
根据电功公式和欧姆定律推导电热的影响因素
∴ Q = W = UIt = I2Rt
根据欧姆定律U = IR
又∵W = UIt
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W
公 式
焦耳定律
实验设计
明确探究目的 理清探究思路 设计实验方法（电路图）
探究电热与电阻的关系
探究电热与电流的关系
探究电热与通电时间的关系
控制I、t相同，改变导体电阻R
控制R、t相同，改变导体中的电流I
控制I、R相同，改变通电时间t
对某个电阻通电持续观察放热情况
控制变量法
问题1.当电热可能同时与电流、电阻、通电时间三个因素有关时，可以用什么方法去研究？怎样研究？
实验设计
电流产生
的热量
（Q放）
热传递
盒内空气
吸收的热量
（Q吸）
增大的
体积
用U形管两侧液面高度差 h表示电流通过导体产生的热量Q
液面的
高度差（ h）
热膨胀
转换
⊿h
问题2.实验中可以通过观察什么现象来比较电流产生热量的多少？（可以自选器材。）
问题2.实验中可以通过观察什么现象来比较电流产生热量的多少？（可以自选器材。）
通过哪根火柴头先被点燃
来显示电热
在电阻上贴变色测温贴片，通过变色纸变色快慢来显示电热
通过液体
温度的变化
来显示电热
通过空气受热
气球膨胀的程度
来显示电热
不便于直接测量或观察的电热
易观察的实验现象或易测量物理量
转换
电流产生
的热量
（Q放）
热传递
容器中水
吸收的热量
（Q吸）
转换
温度的变化
（ t）
Q=Cm t
用容器中水温变化 t表示电流通过导体产生的热量Q
焦耳研究电热装置
问题2.实验中可以通过观察什么现象来比较电流产生热量的多少？（可以自选器材。）
温度传感器
电阻
进行实验
实验结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
探究一：电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？
记录数据(记录通电相同时间两容器内的水温）
分析数据
温度 t/℃ 电阻R/Ω 加热前的水温t/℃ 加热相同时间后的水温t/℃ 水温 变化 t/℃ 电热Q
(较多/较少）
R1=4Ω 26.8 28.0
R2=2Ω 26.3 26.9
1.2
0.6
较多
较少
温度 t/℃ 电阻R/Ω t1 t2 t3 t4 t5
R1=4Ω 26.8 27.0 27.4 27.8 28.0
R2=2Ω 26.3 26.4 26.6 26.8 26.9
在电流和电阻相同时，通电时间越大，电流通过导体产生的热量越多。
进行实验
温度 t/℃ 电流 1 2 3 4 5
I=2I1 25.8 26.2 26.6 27.0 27.4
I1 26.2 26.3 26.4 26.5 26.6
实验结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。
探究二：电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？
记录数据
分析数据
温度 t/℃ 电流 加热前的水温t/℃ 加热相同时间后的水温t/℃ 水温 变化 t/℃ 电热Q
(较多/较少）
I=2I1 25.8 27.4
I1 26.2 26.6
1.6
0.4
较多
较少
我们通过实验得出了电热与电流、电阻、通电时间有关的定性关系与半定量关系，初步证实了我们的理论推导。
但我们实验采集的数据还太少，选择的发热导体还很单一，实验结论还有偶然性，为了要得到更为精准的定量关系，我们还要像焦耳一样选择更多的发热体在不同的工作状态下进行实验并采集更多的数据才能进一步得出普遍规律。
科学探索还要继续……
Q = I2Rt
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式：
意义：
单位：
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。这个规律叫做焦耳定律。
英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
焦耳(1818－1889)
焦耳定律
适用条件：经过大量实验总结得出。
对任何电路中导体产生的电热均适用
学以致用
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
因为电炉丝与导线串联，电流与通电时间相等，但是电炉丝的电阻远大于电线的电阻，根据焦耳定律 Q=I 2Rt 可知，在相同时间内，电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。
学以致用
电热器——利用电流的热效应工作的，当电流通过导体时，电能只转化为内能。
发热体都是由电阻率大，熔点比较高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。
利用电热
电热器的主要部分——发热体。
学以致用
投影仪的散热窗
投影仪的散热风扇
电脑CPU的
散热片和风扇　
电脑主板上的散热片
防止电热
Q=I2Rt
减小通电时间t
减小电流I
减小电阻R
输电导线选用电阻小的材料
避免某些电器长时间工作
利用保险丝、空气开关等防止电流过大
依据
对已经产生
的电热
加强散热
增大散热
面积
加快空气
流通
电脑CPU
散热片
加装散热风扇、开散热通风孔
途径
事例
解：消耗的电能为:
W总=UIt = 2V×0.8A×60s= 96J
线圈中产生的热量为：
Q=I2Rt=(0.8A)2×1 ×60s=38.4J
1. 一微型电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作。求电动机正常工作1 min内电流通过电动机时消耗的电能与电流通过线圈产生的热量。
2.一根60Ω的电阻丝接在 36 V的电源两端，在5min内共消耗多少电能？产生多少热量
消耗的电能为:
W总= UIt= 36V×0.6A×300s=6480J
电阻丝产生的热量为：
Q=I2Rt=(0.6A)2×60 ×300s=6480J
解答与思考
思考：电路消耗的电能W与电流产生的热量Q有何区别与联系？两者什么时候相同，什么时候不同？
解：
学以致用
非纯电阻用电器（电动机、充电过程等）
纯电阻用电器（电炉、电热水器等）
电流做功：将电能部分转化成内能
电流做功：将电能全部转化成内能（电热器）
W=UIt
E其他
Q=I2Rt
Q
W=UIt
Q=I2Rt
课堂小结
电流的热效应
电能 内能
利用已有知识理论推导
实验检验
探究：电热与哪些因素有关
Q与I
Q与R 有关
Q与 t
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。这个规律叫做焦耳定律。
公式：
我的一生的乐趣在于不断地去探求未知的那个世界。如果我能够对其有一点点的了解，能有一点点的成就，那我就非常知足。 ——焦耳
形成
新理论
焦耳 定律
应用
转换
控制 变量
应用新理论指导实践
电热的利用与防止
谢谢观看

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