《焦耳定律》電功率PPT課件4
生活中的物理
情景引入:電腦使用一段時間后,用手觸摸主機有什么感覺?為什么?電腦后面有一些小孔,而且有時能聽到風扇轉(zhuǎn)動的聲音,小孔和風扇起什么作用?
生活中,許多用電器接通電源后,都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。
一、電流的熱效應
電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應。
利用電流的熱效應來加熱的設備:______
觀察思考
電爐絲和導線通過電流相同,為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導線卻幾乎不發(fā)熱?
提出問題:
電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關?
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[設計實驗]
討論1:當一個物理量被猜測與多個因素有關,應該用 什么方法去研究?
討論2:實驗中通過觀察什么現(xiàn)象來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少?這種研究方法叫什么法?
當電流通過電阻絲時,電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹,導管里面原來一樣高的液柱就會逐漸上升.
電流產(chǎn)生的熱量越多,液面就會上升得越高.
實驗中,通過觀察_____________來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少.
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二、焦耳定律
1.內(nèi)容:電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。
2.公式:Q = I² R t
3、電能和電熱關系
當電流通過導體時,如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量,那么電流產(chǎn)生的熱量Q 就等于消耗的電能W,即
Q=W =UIt = I2Rt (如:電暖器,電飯鍋,電爐子等)
此時:Q=W=Pt=UIt = U²/Rt
當電扇工作時,消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機的機械能:
電能----內(nèi)能+機械能
W>Q熱
4.應用解釋:導線和電爐絲串聯(lián),為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導線卻幾乎不發(fā)熱呢?
答:電爐通過導線接到電路中,導線中的電流跟電爐絲中的電流相等,但電爐絲的電阻比連接電爐絲的導線電阻大得多,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt知,電流相等時,電阻大的,相同時間里放出的熱較多,所以電爐絲很熱,而導線卻不熱。
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暢所欲言
額定電壓相同的燈泡,額定功率越大,電阻越小,正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?墒前凑战苟,電阻越大,單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾,這是怎么回事?
前者說電阻越小,正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電壓相同;而后者說,電阻越大,單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電流相同,兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。
四、電熱的利用和防止
1.電熱的利用
電熱器的優(yōu)點: 清潔衛(wèi)生,沒有環(huán)境污染,熱效率高,還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
2.防止電熱的危害
很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如:電視機的后蓋有很多孔,為了通風散熱;電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。
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