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中物理第六章第3节焦耳定律1课堂导入电流通过灯丝时，灯丝变得灼热而发光电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。换用不同材质、不同粗细、不同长度的金属丝，接通电源，当电流通过时，金属丝迅速发热并变红，观察现象。动手做自制灯泡如图所示，将钉子垂直穿过橡皮塞瓶盖，选一条金属丝，两端分别绕在钉子的尖端，细金属丝就如同电灯泡的灯丝。为什么不同的金属丝，发光的亮度不一样呢？2课堂活动一、电流的热效应与什么因素有关我发现亮度不同的灯泡，灯丝的粗细不同。长度相同、粗细不同的灯丝，电阻不同。看来灯泡的热效应跟灯丝的电阻有关。100W灯泡：灯丝粗25W灯泡：灯丝细电流通过导体时产生热量跟什么因素有关?提出问题可能与电阻、电流、通电时间有关猜想假设设计实验（1）实验方法①一个物理量可能与多个因素有关时，采用控制变量法。②对不易测量或观察的物理量，采用转化法。电热的多少转化为气体（或液体）受热膨胀的程度。自制3个如图所示的“灯泡”，其金属丝分别选用电阻值相同的镍铬合金丝2条和电阻值不同的镍铬合金丝1条。根据细玻璃红色液柱上升的高度来判断电流通过电阻丝时产生电热的多少.实验方案实验器材镍铬合金丝3条、电池3节、开关一个、导线若干演示实验R3=10ΩR1=5Ω实验1：探究产生热量Q与电阻R的关系如图所示，R3＞R1，控制通过导体的电流和通电时间不变，比较瓶内红色液柱的高度。现象：电阻R3所在瓶内细管的红色液柱升的高结论：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。实验2：探究产生热量Q与电流I的关系如图所示，R1=R1，分别用1节和2节电池做电源，控制通导体的电阻和通电时间相同，通过的电流不同，比较瓶内红色液柱的高度。R1=5ΩR2=5Ω现象：电阻R2所在瓶内细管的红色液柱升的高结论：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。实验3：探究产生热量Q与通电时间的关系给同一个电阻通电的时间越长，液柱上升越高。结论：在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长，这个电阻产生的热量越多。R2=5Ω焦耳（JamesPrescottJoule，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。焦耳二、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=I²Rt3.单位：I—安，R—欧，t—秒，Q—焦.焦耳定律是焦耳在大量实验的基础上得来的基本规律，适用于一切电路（用电器）产生电热的计算。电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为内能，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。Q=W又∵W=UIt∴Q=W=UIt=I2Rt根据欧姆定律U=IR5.理性探究:R3=10ΩR1=5Ω在如图所示的电路中，两个电阻串联，电流相等，R3＞R1，相等时间内：Q3Q1理论推导和实验探究的结论是一致的。6.电功与电热:（1）电流流过纯电阻用电器（如白炽灯、电炉、电烙铁、电熨斗等）时，电能全部转化为内能，则：（2）电流流过纯电阻用电器（如电风扇、电动自行车空调等，消耗的电能一部分转化成内能，所以W＞Q。消耗的电能：W=Pt=UIt，产生的热量：Q=I2Rt。22ttUQWUIPIRttR纯电阻非纯电阻三、电流热效应的利用与危害（1）电热器:把电能转换为内能的装置。（2）电热器的原理:利用电流的热效应家里的电热水汽、电饭锅、电熨斗等电热孵化器1．电热的利用(1)电热的危害:轻则用电器烧坏；重则引发火灾。2.电热的危害与防止(2)防止措施有：①．设法减少产生的热量（减小电阻)。a.在各种电器的线路板中，用铜箔或银箔做导线，可减小导线电阻，避免电器温度过高。b.输电导线常采用铝线或铜线作为芯线，是为了减小电热造成能量损耗。②．可以设法散热。投影仪的散热窗电脑CPU的散热片和风扇.主板上的散热片1.电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成正比，跟成正比。2.通过110Ω的电阻的电流是3A，产生的热量是4400J要多少时间？2244004.4(3)110QJtsItA电流的平方导体的电阻通电时间解：根据Q=I²Rt通电时间为：自我评价3.将10Ω的电阻接在3V的电源上，在5min产生的热量是多少？30.310UVIAR产生的热量：Q=I2Rt=(0.3A)2×10Ω×300s=270J解：根据欧姆定律，通过得电流：自我评价4.一只灯泡灯丝断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮。试解释这种现象。解：灯泡的灯丝断了，把断了的灯丝搭在一起，灯丝变短了，则灯丝的电阻变小了，由于灯泡两端电压不变，根据P=U2/R,灯泡的实际功率将增大，故灯泡会更亮。自我评价3课堂小结本堂难点：焦耳定律的实验探究过程。本堂重点：焦耳定律的理解及应用。典例分析4典例分析4考点一：电流的热效应【典型例题1】（2019深圳市）下列说法正确的是（）A.电荷的移动形成电流B.电路中有电压就一定有电流C.把一根铜丝均匀拉长后电阻变小D.长时间使用的手机发烫，是因为电流的热效应D【迁移训练1】（2019山东菏泽市）下列电器中，利用电流热效应工作的是（）A．电风扇B．电暖气C．电视机D．电磁继电器B考点二：焦耳定律的应用【典型例题2】(2019广西贵港市)家用电吹风的简化电路如图5所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是________Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是________J。48.43×105【迁移训练2】（2019南充市）如图，灯L标有“4V2W”，R=20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为___________A，通电1min电路中产生的热量为___________J。0.7168