《探究焦耳定律》電能與電功率PPT課程2

描述

《探究焦耳定律》電能與電功率PPT課程2

學習目標：

1.知道用電器產熱與電阻、電流的關係。

2.能夠設計實驗對電阻的產熱與電流、電壓、電阻三者的關係進行驗證，並會分析實驗數據下結論。

3.能夠根據P=UI進行公式變形並應用。

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.知道用電器產熱與電阻、電流的關係。

2.能夠設計實驗對電阻的產熱與電流、電壓、電阻三者的關係進行驗證，並會分析實驗數據下結論。

一、電流的熱效應

電流通過導體時電能轉換成內能，這個現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，為什麼電爐絲熱得發紅，而導線卻幾乎不發熱?

電流通過導體時產生熱的多少跟什麼因素有關?

實驗1：研究電熱與電阻關係

在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量就越多。

實驗2：研究電熱與電流關係

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，這個電阻產生的熱量就越多。

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，研究熱和功的關係。透過大量的實驗，於 1840 年最先精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關係。

二、焦耳定律

1．內容：

電流經由導體產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、電能和電熱關係

1．在純電阻電路中（如：電暖器，電鍋，電爐子等），當電流通過導體時，電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化成其他形式的能量，這樣電流產生的熱Q就等於消耗的電能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，消耗的電能主要轉換為馬達的機械能：電能→內能+機械能

此時，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）來計算電熱

偵測預習二

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、電熱的利用與防止

1.電熱的利用

電熱器的優點:清潔衛生，沒有環境污染，熱效率高，還可以方便控制和調節溫度。

1.原理：利用電流的熱效應來運作的。

2.核心部分：發熱體，它是有電阻率大，熔點高的材料製成的

3.電熱器的電熱和電功的關係

因為電熱器中消耗的電能只用來發熱，所以電熱Q=電功W

2.電熱的危害

很多情況下我們並不希望用電器的溫度過高。如：電視機的背蓋有很多孔，為了通風散熱；電腦運轉時要用微型風扇及時散熱等等。

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熱，或盡快把發出的熱散發掉。

(1)列舉兩個生活或生產中利用電流熱效應的實例

電熱毯、電烙鐵、電鍋、電熱孵化器等

(2)列舉兩個生活和生產中為防止電流熱效應產生危害而採取的措施

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

關於焦耳定律（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產生多少焦耳的熱量？

解：Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J

若電流變成原來的2倍，其它條件不變，則電熱是原來的______倍

2.一額定功率是450w的電鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產生多少熱？

解：電鍋是純電阻電路

所以，Q=W=Pt=450W×60s=27000J

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更新時間: 2024-11-14

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