《探究焦耳定律》电能与电功率PPT课件2
学习目标:
1、知道用电器产热与电阻、电流的关系。
2、能够设计实验对电阻的产热与电流、电压、电阻三者的关系进行验证,并会分析实验数据得出结论。
3、能够根据P=UI进行公式变形并应用。
4、知道焦耳定律及公式,学会应用公式进行简单计算。知道多种用电器散热方式。
检测预习一
1.知道用电器产热与电阻、电流的关系。
2.能够设计实验对电阻的产热与电流、电压、电阻三者的关系进行验证,并会分析实验数据得出结论。
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一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。
想想议议
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?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
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实验1:研究电热与电阻关系
在电流相同、通电时间相同的情况下,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
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。
焦耳简介
焦耳(James Prescott Joule,1818—1889),英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 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。
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二、焦耳定律
1.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.公式:Q = I2Rt
3.单位:焦耳(J)
三、电能和电热关系
1.在纯电阻电路中(如:电暖器,电饭锅,电炉子等),当电流通过导体时,电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即
Q = W= UIt = I²Rt=Pt=U²/R t
2.在非纯电阻电路中,如当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:电能→内能+机械能
此时,只能用Q=I2Rt(焦耳定律)来计算电热
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检测预习二
知道焦耳定律及公式,学会应用公式进行简单计算。知道多种用电器散热方式。
四、电热的利用和防止
1.电热的利用
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。
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
2、电热的危害
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。
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随堂练习
电流的热效应有时对我们有益,我们利用它;有时对我们有害,需要减少电流导致的发热,或者尽快把发出的热散发掉。
(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例
电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等
(2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施
电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机外壳有许多散热片
关于焦耳定律(电热)的计算练习题
1.某导体的电阻是2Ω,通过2A的电流时,1min产生多少焦耳的热量?
解:Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J
若电流变为原来的2倍,其它条件不变,则电热是原来的______倍
2.一只额定功率是450w的电饭锅,在额定电压下使用,每分钟产生多少热量?
解:电饭锅是纯电阻电路
所以,Q=W=Pt=450W×60s=27000J
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