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时间:2020-10-01
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1、第四节焦耳定律电热壶电烤箱电炉电饭锅热水器电热器通电后,这些用电器会发热现象:电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红,而导线却几乎不发热?提出问题:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?猜想:与______________有关电阻、电流、时间[设计实验]讨论1.当一个物理量与多个因素有关,应用什么方法去研究?答:控制变量法讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量?答:转换法实验中,通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少。电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?演示实验实验装置实验1:研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10ΩA在电流相同、通电时
2、间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。实验2:研究电热与电流关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1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。在电阻和电流相同的情况下,通电时间越长,这个电阻产生的热量越多。电热与通电时间的关系:在电阻和电流不变的情况下,通电时间加长U形管中液体的液面是如何变化的?[分析]与大家交流你能得出什么结论?请同学们对以上两个实验进行总结:电流通过导体产生热量多少与电流、电阻和通电时间的关系。焦耳(JamesPrescottJoule,1818—1889),英国物理学家。用近40年的时间做了40
3、0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Q=I²Rt热量电流电阻时间JAΩS公式:单位: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。二、焦耳定律内容:强调:电热跟电流的二次方成正比焦耳定律的理论推导1、电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热,那么,电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。比如电饭锅、电烤箱、电炉子、电灯、电热毯、饮水机……(纯电阻电路)2、消耗电能没有全部转化为热的(电动机):电吹风、电风扇、洗衣机……这种情况下必须用焦耳定律来计算。(非
4、纯电阻电路)即:Q=W=Pt=UIt=t=I2Rt即:Q=I²RtU__2RQ5、==36V60Ω=0.6A产生的热量为:Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J答:5min内共产生的热量是6480J。UR额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这是怎么回事?想想议议答:前者说电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多,前提条件是电压相同;而后者说,电阻越大,单位时间内产生的热量越多,前提条件是电流相同,两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。阅读教材P101“电热的利用和防止”讨论回答下列问题:1、电热对我们是有利还6、是有害的?2、生活中我们是如何利用电热、防止电热的危害的?既有利又有害四、电热的利用和防止电热器的优点: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。如:电熨斗、电烙铁、电炉等电热器:用电来加热的设备3、利用:(2)驱潮—电阻率大,熔点高工作原理:电流热效应主要部分—发热体(1)加热1.加散热窗2.加风扇3.不要长时间使用4.不在过高温度下使用4、生活中我们是如何防止电热的危害的?1.一个20Ω的电阻,通过0.5A的电流2min,电阻上消耗的电能是_____,释放热量为______.2.一个电阻通过0.2A的电流5min,电阻上产生的热量为600J.这个电阻的阻7、值是___Ω3.一个200Ω的电阻通电2min,电阻上消耗的电能是4.5×104J,则通过电阻的电流是______.600J600J501.37A5.两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︰31︰94.一个40Ω的电阻,通过0.3A的电流,则通电______min释放热量为2160J.106.当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1,若使通过的电
5、==36V60Ω=0.6A产生的热量为:Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J答:5min内共产生的热量是6480J。UR额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这是怎么回事?想想议议答:前者说电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多,前提条件是电压相同;而后者说,电阻越大,单位时间内产生的热量越多,前提条件是电流相同,两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。阅读教材P101“电热的利用和防止”讨论回答下列问题:1、电热对我们是有利还
6、是有害的?2、生活中我们是如何利用电热、防止电热的危害的?既有利又有害四、电热的利用和防止电热器的优点: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。如:电熨斗、电烙铁、电炉等电热器:用电来加热的设备3、利用:(2)驱潮—电阻率大,熔点高工作原理:电流热效应主要部分—发热体(1)加热1.加散热窗2.加风扇3.不要长时间使用4.不在过高温度下使用4、生活中我们是如何防止电热的危害的?1.一个20Ω的电阻,通过0.5A的电流2min,电阻上消耗的电能是_____,释放热量为______.2.一个电阻通过0.2A的电流5min,电阻上产生的热量为600J.这个电阻的阻
7、值是___Ω3.一个200Ω的电阻通电2min,电阻上消耗的电能是4.5×104J,则通过电阻的电流是______.600J600J501.37A5.两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︰31︰94.一个40Ω的电阻,通过0.3A的电流,则通电______min释放热量为2160J.106.当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1,若使通过的电
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