《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(shí)間后,用手觸摸主機(jī)有什么感覺(jué)?為什么?電腦后面有一些小孔,而且有時(shí)能聽(tīng)到風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音,小孔和風(fēng)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(yīng)
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
利用電流的熱效應(yīng)來(lái)加熱的設(shè)備:______
觀察思考
電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)電流相同,為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?
提出問(wèn)題:
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?
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[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]
討論1:當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān),應(yīng)該用 什么方法去研究?
討論2:實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察什么現(xiàn)象來(lái)比較電流產(chǎn)生的熱量的多少?這種研究方法叫什么法?
當(dāng)電流通過(guò)電阻絲時(shí),電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹,導(dǎo)管里面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升.
電流產(chǎn)生的熱量越多,液面就會(huì)上升得越高.
實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)觀察_____________來(lái)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(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。
2.公式:Q = I² R t
3、電能和電熱關(guān)系
當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而沒(méi)有同時(shí)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(shí):Q=W=Pt=UIt = U²/Rt
當(dāng)電扇工作時(shí),消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能:
電能----內(nèi)能+機(jī)械能
W>Q熱
4.應(yīng)用解釋?zhuān)簩?dǎo)線和電爐絲串聯(lián),為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱呢?
答:電爐通過(guò)導(dǎo)線接到電路中,導(dǎo)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(dǎo)線電阻大得多,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt知,電流相等時(shí),電阻大的,相同時(shí)間里放出的熱較多,所以電爐絲很熱,而導(dǎo)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(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照焦耳定律,電阻越大,單位時(shí)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(shuō)電阻越小,正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電壓相同;而后者說(shuō),電阻越大,單位時(shí)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?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)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(diǎn): 清潔衛(wèi)生,沒(méi)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(guò)高。如:電視機(jī)的后蓋有很多孔,為了通風(fēng)散熱;電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。
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