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(共30张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.4 焦耳定律
2024沪粤版
学习目标
3、理解焦耳定律
2、会探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关
1、知道电流的热效应
4、会应用焦耳解决问题进行计算和解释生活现象
1
2
3
4
观察与思考
活
动
通电后，发热板、导线什么会发热？
电饭煲煮饭时，这个电源线会发热
电流的热效应
1
阅读与思考
活
动
课本P109
课本P112
电流的热效应
1
1.电流的热效应：电流通过导体时，导体发热的现象
2.电流的热效应过程中:电能转化为内能
3.生活中利用电流热效应工作的用电器：
电热毯、电熨斗、电热水壶、电吹风、电暖器、电炉、电饭煲、电饼铛、电暖手宝、保险丝
4.电流热效应危害：加速绝缘层老化、引起火灾
5.防止电流热效应危害：散热、减少电热产生
6.电流通过超导体时不会发热（超导体没有电阻）
1、电流的热效应
(1)电流通过有电阻的导体，导体会发热的现象。
(2)能的转化：电能转化为内能。
(3)应用：电流热效应的应用-电热毯、电熨斗、电热水壶、电吹风、电暖器、电炉、电饭煲、电饼铛、电暖手宝、保险丝等。
(4)危害：发热过多烧坏导线、用电器、引起火灾
防止：散热风扇、散热窗、散热器等
电流的热效应
1
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
观察与思考
活
动
生活现象：用电饭煲煮饭时，发热体部分会产生大量的热，而导线却不很热；同时通电时间越长，水温越高；快煮饭功能相可以更快的煮饭说明相同时间内产生热量会更多。
问题：电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关？
猜想：可能跟电阻大小、电流大小、通电时间有关。
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
观察与思考
活
动
焦耳对电流产生热量的探究
阅读与思考
活
动
课本P109-110
阅读本节内容，思考下列问题
问题1：本次探究活动的目的是什么？
问题2：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关？
问题3：这个探究实验采用了什么实验方法？
问题4：探究活动中如何知道哪个电阻产生热量多？
问题5：图15-4-3是探究什么问题？
问题6：图15-4-4是探究什么问题？
问题7：通过实验得出了什么结论？
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
观察与思考
活
动
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
实验探究
1.增加滑动变阻器，可以保护电路、改变电路中电流大小。
2.增加电流表，可以直观看到电流的变化。
观察与思考
活
动
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
实验方法
1.控制变量法
控制电流、通电时间相等，探究电流产生热量与电阻关系；
控制电阻、通电时间一定，探究电流产生热量与电流关系；
控制电阻、电流一定，探究电流产生热量与通电时间的关系。
两个完全相同的瓶子内装有初温、质量相等的煤油。
2.转换法
通过观察煤油的温度变化反应电流产生热量的多少。
闭合开关一段时间后，液面如图所示。则甲中电阻丝放出的热量比乙中放出的热量___。
由此得出结论：当导体两端的_____和通电时间相同时，导体电阻越__，导体产生的热量越_。
电烤箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的。由上述实验可知：低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要______（选填“长”或“短”).
甲
讨论与回答
活
动
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
多
相等
小
多
长
（1）通电后发现A管中液面明显升高，而B管中液面上升较微弱，可能是因为 _______。
A．RB断路 B．左面的盒漏气 C．右面的盒漏气 D．RA存在短路现象。
（2）探究电热与电阻的关系应选 ___图。探究电热与电流的关系应选___图。
讨论与回答
活
动
甲
乙
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
C
甲
乙
1.通电时间、电流一定，导体电阻越大，产生热量越多。
2.通电时间、电阻一定，通过导体电流越大，产生热量越多。
3.通电电流、电阻一定，通电时间越长，产生热量越多。
实
验
分
析
与
结
论
活
动
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
2、通电导体产生的热量跟哪些因素有关
(1)实验方法：控制变量法、转换法
(2)实验结论：
通电导体放出的热量跟导体的电阻、导体的电流、通电时间有关
电阻、通电时间一定，电流越大，产生的热量越多
电流、通电时间一定，电阻越大，产生的热量越多
电流、电阻一定，通电时间越长，产生的热量越多
通电导体产生的热量与哪些因素有关
2
焦耳定律
3
阅读与思考
活
动
课本P111
阅读本段内容，思考下列问题
问题1：读一读焦耳定律。
问题2：焦耳定律的公式如何表示？
问题3：焦耳定律公式中每个字母表示什么意思，单位是什么？
焦耳定律
3
归纳与总结
活
动
1.焦耳定律内容：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.焦耳定律公式：
R：电阻，单位－Ω
Q：热量，单位－J
I：电流，单位－A
t：时间，单位-s（秒）
观察与思考
活
动
计算
公式变形
用于比较大小、解释生活现象
焦耳定律应用
4
单位统一；
Q、I、R、t要同时、同体
注意问题
1、一电阻100Ω，通过它的电流是0.2A，通电1min，产生的热量是多少？
练习
活
动
焦耳定律应用
4
解：
答：通电1min，产生的热量是240J
2、一个电烙铁电阻是484Ω，接在220V的电路中，通电1min产生的热量是多少？
练习
活
动
焦耳定律应用
4
解：
答：通电1min，产生的热量是6000J
3、甲乙两个电阻之比为2：1，串联接在电路中，闭合开关一段时间，则电流通过它们产生的热量之比为_________。
4、两个电阻并联，电阻之比是2：1，则相同时间内产生的热量之比为__________。
练习
活
动
焦耳定律应用
4
2：1
1：2
5、下列电路中，已知R1、R2为加热电阻，电源电压相等，且R1＜R2，则在相同的时间内，整个电路产生的电热最少的是（ ）
练习
活
动
焦耳定律应用
4
B
6、如图甲为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两烧瓶中盛有等质量的煤油，则（　　）
A．R1的阻值较大
B．通过R2的电流较大
C．通电一段时间后，R2瓶中温度计
　 的示数变化较大
D．若用水代替煤油实验效果会更好
练习
活
动
焦耳定律应用
4
B
7、一段电热丝，接在电源上，在一定时间内产生的热量为Q，如果把它剪去一截，再接到这个电源上，相同时间内，产生的热量______Q（大于、小于、等于）。
练习
活
动
焦耳定律应用
4
大于
8、如图所示，当开关S______（断开、闭合）时，相同时间内，产生的热量最多（高温档）。
练习
活
动
焦耳定律应用
4
闭合
9、为什么电炉丝热得发红，而跟它相连的导线却不怎么怎么热？
练习
活
动
焦耳定律应用
4
答：电炉丝的电阻远大于导线电阻，二者串联，通过它们的电流相等，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，相同时间内电阻产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却不很热。
4、焦耳定律应用
(1)公式：
(2)注意问题：同时、同体、统一单位
(3)焦耳定律应用：计算
　　　　　　　　 比较大小
焦耳定律应用
4
课程总结
5
电流热效应
现象：电流通过导体时电能→内能
应用：电暖器、电水壶、电烙铁
防控：
危害→电线过热、元件烧毁
措施→散热片、风扇、限流设计
探究：
控制变量法→R、I、t 影响 Q
转换法→温度计示数变化
定律：Q=I Rt
下课
Thanks!
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