《探究焦耳定律》電能與電功率PPT課件2
學習目標:
1、知道用電器產(chǎn)熱與電阻、電流的關系。
2、能夠設計實驗對電阻的產(chǎn)熱與電流、電壓、電阻三者的關系進行驗證,并會分析實驗數(shù)據(jù)得出結論。
3、能夠根據(jù)P=UI進行公式變形并應用。
4、知道焦耳定律及公式,學會應用公式進行簡單計算。知道多種用電器散熱方式。
檢測預習一
1.知道用電器產(chǎn)熱與電阻、電流的關系。
2.能夠設計實驗對電阻的產(chǎn)熱與電流、電壓、電阻三者的關系進行驗證,并會分析實驗數(shù)據(jù)得出結論。
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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。
想想議議
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?
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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實驗1:研究電熱與電阻關系
在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。
實驗2:研究電熱與電流關系
在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過一個電阻的電流越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。
焦耳簡介
焦耳(James Prescott Joule,1818—1889),英國物理學家。用近 40 年的時間做了 400 多次實驗,研究熱和功的關系。通過大量的實驗,于 1840 年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。
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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 = I2Rt
3.單位:焦耳(J)
三、電能和電熱關系
1.在純電阻電路中(如:電暖器,電飯鍋,電爐子等),當電流通過導體時,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,這樣電流產(chǎn)生的熱量Q 就等于消耗的電能W,即
Q = W= UIt = I²Rt=Pt=U²/R t
2.在非純電阻電路中,如當電扇工作時,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
此時,只能用Q=I2Rt(焦耳定律)來計算電熱
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檢測預習二
知道焦耳定律及公式,學會應用公式進行簡單計算。知道多種用電器散熱方式。
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。
1.原理:利用電流的熱效應來工作的。
2.核心部分:發(fā)熱體,它是有電阻率大,熔點高的材料制成的
3.電熱器的電熱和電功的關系
因為電熱器中消耗的電能只用來發(fā)熱,所以電熱Q=電功W
2、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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隨堂練習
電流的熱效應有時對我們有益,我們利用它;有時對我們有害,需要減少電流導致的發(fā)熱,或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。
(1)列舉兩個生活或者生產(chǎn)中利用電流熱效應的實例
電熱毯、電烙鐵、電飯鍋、電熱孵化器等
(2)列舉兩個生活和生產(chǎn)中為防止電流熱效應產(chǎn)生危害而采取的措施
電腦主機有風扇散熱;電視機上的散熱窗、電動機外殼有許多散熱片
關于焦耳定律(電熱)的計算練習題
1.某導體的電阻是2Ω,通過2A的電流時,1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量?
解:Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J
若電流變?yōu)樵瓉淼?倍,其它條件不變,則電熱是原來的______倍
2.一只額定功率是450w的電飯鍋,在額定電壓下使用,每分鐘產(chǎn)生多少熱量?
解:電飯鍋是純電阻電路
所以,Q=W=Pt=450W×60s=27000J
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