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第十五章 电能与电功率
15.4 焦耳定律
小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？
观察与思考
1.了解电流热效应的应用与控制。
2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时
间的定性关系。
3.了解焦耳定律，会利用焦耳定律的公式进行简单的计算
学习目标
电油炸锅
电饭煲
电熨斗
这些用电器通电后，都伴有热现象，这是为什么呢？
电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。
一、通电导体产生的热量与哪些因素有关
观察与思考
探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
（1）可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热。
（2）可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。
（3）可能与通电时间有关，因为通电时间越长，用电器产生的热量越多。
实验与探究
（1）如图所示，R2＞R1，控制通过导体的电流和通电时间不变，比较温度计的示数。
电阻R2温度计的示数比电阻R1温度计的示数大
实验与探究
（2）相同时间内通过R 的电流为I，移动R0的滑片，使通过R 的 电流为2I。比较R 两次所产热的多少。
通过电流为2I 时比通过电流为I 时的温度高
（3）如图所示，控制电阻R、电流I 相同，闭合开关，每隔一定时间记录一次温度计的示数，比较通电时间对电热的影响。
通电时间越长温度计示数越大
1.当通过导体的电流一定时，通电导体的电阻越大，产生的热量越多。
2.实验表明，当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。
3.实验还表明，通电时间越长，导体产生的热量越多。
归纳与小结
通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。
导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，导体产生的热量越多，那么导体产生的热量和电阻、电流及通电时间之间有什么样的定量关系？
二、焦耳定律
观察与思考
英国物理学家焦耳经过多年的研究，做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：
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。
I 的单位是安培(A)，R 的单位是欧姆(Ω)，t 的单位是
秒(s)，Q 的单位是焦耳(J)。
如果用Q 表示电流流过导体时产生的热量，I 表示通过导体的电流，R 表示导体的电阻，t 表示通电时间，那
么焦耳定律可以用公式表示为
焦耳定律是在实验的基础上总结出来的，你能用电功率公式把它推导出来吗
W=Pt =UIt =I 2Rt
如图所示，电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生的热量等于1000J吗？
观察与思考
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 = I 2Rt （即纯电阻电路），如：电暖器，电饭锅，电炉子等。而电吹风工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能=内能+机械能，即W＞Q热。
交流与讨论
例题：某电热器接在220V的电源上，其电阻是100Ω，则通电8min约产生多少热量
典例与精析
解:已知U=220V，R=100Ω，t=8min=480s。
由欧姆定律，得I= = =2.2A，
将I 的值代入焦耳定律的公式，得Q=I 2Rt=
(2.2A) x100Ωx480s≈ 2.3x105J。
答:这个电热器通电8min产生的热量约为2.3x105J。
（1）电流热效应的应用
三、电流热效应的应用与控制
(a)电压力锅
(b)电暖手宝
(c)电养生壶
(d)电饼铛
(a)电视机外壳多孔散热
(b)台式电脑CPU散热器
(c)笔记本电脑铝合金散热器
（2）电流热效应的控制
优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。
缺点：浪费电能，造成电线老化，影响用电器使用寿命。
电流的热效应有什么利和弊？
交流与讨论
课堂小结
15.4 焦耳定律
一、通电导体产生的热量与哪些因素有关
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容
2.焦耳定律的公式
三、电流热效应的应用与控制
1.电流热效应的应用
2.电流热效应的控制
1.电流的热效应是电流通过导体时 转化成
的现象。电热器是利用电流的_______制成
的加热设备。
电能
热
热效应
课堂练习
2.“在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持_______、__________一定，用滑动变阻器改变电阻丝的电流。
电阻
通电时间
3.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是 （ ）
A.甲放热多
B.乙放热多
C.同样多
D.无法判断
B
4.两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流之比为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。
4︰3
1︰9
5.当0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使
通过的电流增加到0.4A时，在相同的时间内产生的热
量为Q2，那么Q2是Q1的 ( 　 )
A.2倍 B.4倍　
C.0.25倍　 D.0.5倍
B

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