6.3焦耳定律

1/39教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能知道電流熱效應(yīng)；了解焦耳定律，能用焦耳定律說明生產(chǎn)、生活中一些現(xiàn)象。有安全用電和節(jié)約用電意識。2.過程與方法經(jīng)過試驗(yàn)探究電流熱效應(yīng)跟電流大小關(guān)系，學(xué)習(xí)控制變量法，經(jīng)歷探究過程。2/39教學(xué)目標(biāo)3.情感態(tài)度與價值觀經(jīng)過探究電流熱效應(yīng)跟電阻、電流大小關(guān)系，認(rèn)識科學(xué)探究主要性。經(jīng)過電熱利用和預(yù)防知識學(xué)習(xí)，認(rèn)識到科學(xué)是有。使學(xué)生體會到物理與生活生產(chǎn)緊密聯(lián)絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識主動應(yīng)用于生產(chǎn)生活意識。3/39教學(xué)重點(diǎn)探究電流熱效應(yīng)與電阻關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)探究電流熱效應(yīng)與電阻關(guān)系。4/39電流經(jīng)過燈絲時，燈絲變得灼熱而發(fā)光

5/39電流經(jīng)過燈絲時，燈絲變得灼熱而發(fā)光

電流經(jīng)過燈泡燈絲時，燈絲變得灼熱而發(fā)光，這種電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)。6/39動手做自制燈泡

如圖所表示，將釘子垂直穿過橡皮塞瓶蓋，選一條金屬絲，兩端分別繞在釘子尖端，裝好后放入玻璃瓶內(nèi)。7/39動手做自制燈泡

如圖所表示，釘子之間細(xì)金屬絲就如同電燈泡燈絲。當(dāng)電流經(jīng)過時，金屬絲快速發(fā)燒并變紅，當(dāng)很快就燒掉了。8/39動手做自制燈泡

換用不一樣材質(zhì)、不一樣粗細(xì)、不一樣長度金屬絲，接通電源，觀察現(xiàn)象。在這短暫時間內(nèi)，你經(jīng)歷了創(chuàng)造家愛迪生創(chuàng)造燈泡過程。9/39電流熱效應(yīng)與什么原因相關(guān)

我發(fā)覺亮度不一樣燈泡，燈絲粗細(xì)不一樣。長度不一樣、粗細(xì)不一樣燈絲，電阻不一樣。猜測：看來燈泡熱效應(yīng)跟燈絲電阻相關(guān)。10/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)試驗(yàn)：自制3個如圖所表示“燈泡”，其金屬絲分別選取電阻值相同鎳鉻合金絲2條和電阻值不一樣鎳鉻合金絲1條。R1R2R111/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

自瓶蓋中間打一孔，插入帶有紅色液柱細(xì)玻璃管，給金屬絲通電，觀察玻璃管中紅色液柱上升情況，就能夠比較電流經(jīng)過鎳鉻合金絲產(chǎn)生熱量。R1R2R112/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)試驗(yàn)：取三個“燈泡”電阻為R1、R2和R1，我們分兩步進(jìn)行試驗(yàn)：

S

ER1R2

P

1.將R1和R2串聯(lián)，觀察電流相同時，產(chǎn)生熱量與電阻大小關(guān)系。13/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

S

ER1R2

P

1.將R1和R2串聯(lián)，觀察電流相同時，產(chǎn)生熱量與電阻大小關(guān)系。

進(jìn)行試驗(yàn)與搜集證據(jù)：串聯(lián)時，電阻大玻璃管中紅色液柱上升快。14/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

S

ER1R2

P

1.將R1和R2串聯(lián)，觀察電流相同時，產(chǎn)生熱量與電阻大小關(guān)系。

分析與論證：串聯(lián)時，通電時間相等，電流大小相等，電阻大產(chǎn)生熱量多。15/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

2.將R1和R2并聯(lián)，電阻相同時，觀察電流不一樣時，產(chǎn)生熱量與電流大小關(guān)系。

進(jìn)行試驗(yàn)與搜集證據(jù)：并聯(lián)時，電流大玻璃管中紅色液柱上升快。

S

ER1R1

P16/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

2.將R1和R2并聯(lián)，電阻相同時，觀察電流不一樣時，產(chǎn)生熱量與電流大小關(guān)系。

分析與論證：并聯(lián)時，通電時間相等，電阻相等，電流大產(chǎn)生熱量多。

S

ER1R1

P17/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

分析與論證：試驗(yàn)表明：在相等時間內(nèi)，電流相同時，電阻較大導(dǎo)體比電阻較小導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多；電阻相同時，電流較大電阻比電流較小電阻產(chǎn)生熱量多。

S

ER1R2

P18/39試驗(yàn)探究影響電流熱效應(yīng)原因

分析與論證：試驗(yàn)表明：在相等時間內(nèi)，電流相同時，電阻較大導(dǎo)體比電阻較小導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多；電阻相同時，電流較大電阻比電流較小電阻產(chǎn)生熱量多。

從能量角度來說，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能過程，是用電器消耗電能過程，所以，我們能夠用電功關(guān)系進(jìn)行理論證實(shí)。19/39理性探究熱效應(yīng)與電阻關(guān)系

如圖所表示，兩個電阻R1和R2串聯(lián)起來，接在電源上，經(jīng)過它們電流相等。電能轉(zhuǎn)化內(nèi)能過程，是用電器做功過程,即Q=W。依歐姆定律得U=IR，電功W=UIt=IR×It=I2Rt,所以電熱Q=I2Rt。

S

ER1R2

P20/39焦耳定律

英國物理學(xué)家做了大量試驗(yàn)于1840年最先準(zhǔn)確地確定了電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量（電熱）與電阻、電流、通電時間關(guān)系。電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟電流平方成正比，跟導(dǎo)體電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律。公式表述：Q=I2Rt。21/39單位：熱量Q單位焦（J）

電流I單位安（A）電阻R單位歐（Ω）1焦=1瓦?秒，1J=1W?s=1V?A?s焦耳定律公式：Q=I2Rt。時間t單位秒（s）焦耳（1818-1889）英國物理學(xué)家，用40多年時間做了400屢次試驗(yàn)，研究熱與功關(guān)系，得出焦耳定律。22/39電流熱效應(yīng)利用與危害

利用電熱——加熱電熱水壺電爐電熨斗23/39電流熱效應(yīng)利用與危害

利用電熱——加熱電飯煲電烤爐電熱孵化器24/39電流熱效應(yīng)利用與危害

預(yù)防電熱危害——散熱（減小電阻——減小電熱）在各種電器線路板中，用銅箔或銀箔做導(dǎo)線，可減小導(dǎo)線電阻，防止電器溫度過高。25/39電流熱效應(yīng)利用與危害

預(yù)防電熱危害——散熱（減小電阻——減小電熱）輸電導(dǎo)線常采取鋁線或銅線作為芯線，是為了減小電熱造成能量損耗。26/39

例題標(biāo)有“220V880W”電熱水器，正常工作時，經(jīng)過它電流是多少？電阻是多少?通電100s產(chǎn)生熱量是多少？解：（1）正常工作電流220V880W27/39

例題標(biāo)有“220V880W”電熱水器，正常工作時，經(jīng)過它電流是多少？電阻是多少?通電100s產(chǎn)生熱量是多少？解：（1）正常工作電流

（2）電阻（3）產(chǎn)生熱量Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×100s=8.8×104J（3）另解：電熱器產(chǎn)生熱量Q=W=Pt=880W×100s=8.8×104J28/391.電流經(jīng)過導(dǎo)體，導(dǎo)體發(fā)燒現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)。實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.影響電熱原因：電流、電阻、通電時間。3.焦耳定律：電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟電流平方成正比，跟導(dǎo)體電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q=I2Rt4.應(yīng)用電熱加熱；預(yù)防電熱危害：散熱或減小電阻，減小電能損耗。我收獲

29/39物理在線大停電

年中國湖南省大停電

年2月中國部分地域經(jīng)歷了一場50年一遇雪災(zāi)，這次雪災(zāi)對湖南地域電網(wǎng)設(shè)備造成了巨大破壞，讓450萬人在沒有電情況下生活了兩個星期之久。這幅照片拍攝于年2月5日，中國政府宣告已經(jīng)有11名電力工作者在搶修設(shè)施過程中殉職。在這次惡劣自然災(zāi)害之后，中國大力加強(qiáng)了對電力系統(tǒng)情況監(jiān)控能力，能夠有效監(jiān)控潛在威脅，而且在停電事件發(fā)生之后能夠有效預(yù)防事故擴(kuò)散到更大地域。30/39達(dá)標(biāo)練習(xí)1.以下情況中預(yù)防電熱危害是（）A.電視機(jī)背后有散熱窗B.家電長時期不使用，隔一段時間要通電一次C.家庭電路普通安裝漏電保護(hù)器D.大型爆破工程用電熱引發(fā)炸藥A31/39達(dá)標(biāo)練習(xí)2.以下家用電器，主要利用電流熱效應(yīng)工作是（）A．收音機(jī)B．電烤爐C．電風(fēng)扇D．電視機(jī)B32/39達(dá)標(biāo)練習(xí)3.某同學(xué)為了估測一個銘牌缺失家用電熱水壺正常工作電阻，將壺中裝入1kg自來水，按下開關(guān)后3min水被燒開。則該電熱水壺正常工作電阻約為（）A．3ΩB．30ΩC．300ΩD．3000Ω

B33/39達(dá)標(biāo)練習(xí)4.對于純電阻用電器，以下說法中正確是（

）

A.假如額定功率相同，額定電流較大用電器電阻較大

B.假如額定功率相同，額定電流較大用電器電阻較小

C.假如額定電壓相同，額定功率較大用電器電阻較大

D.假如額定電壓相同，額定功率較小用電器電阻較小B34/39達(dá)標(biāo)練習(xí)5.一個電烤爐接在家庭電路中，將電爐絲剪短再接入家庭電路中，電烤爐電功率（

）

A.不變

B.減小

C.增大

D.無法確定C35/39達(dá)標(biāo)練習(xí)6.關(guān)于電熱說法錯誤是（）

A.電熱會燒毀電器元器件，引發(fā)怒災(zāi)，是有百害而無一利

B.電流經(jīng)過任何用電器，都或多或少會產(chǎn)生熱量

C.因?yàn)殡娏鬟^大產(chǎn)生電熱而燒壞局部電路，可用于整體電路保護(hù)

D.為預(yù)防電熱帶來危害，要盡可能降低電熱產(chǎn)生并考慮怎樣加緊散熱A36/39達(dá)標(biāo)練習(xí)7.電熨斗通電一段時間后，熨斗面很燙，而連接電熨斗導(dǎo)線卻不怎么熱，這是為（