《探究焦耳定律》电能与电功率PPT课件

发布于：2020-05-03 13:23:14

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【学习目标】

1．知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制.

2．通过实验探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关.在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法.

3．了解焦耳定律，用焦耳定律说明生活、生产中的一些现象，会用焦耳定律进行简与的计算.

核心考点：电热的计算.

【课前预习】

1.电流通过导体时，通电导体产生的热量,跟________成正比，跟________成正比，跟________成正比．

2. 科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，英国物理学家________做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系．为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为________的单位．

3.一根阻值为10Ω的电阻丝，通过的电流为2A，通电20s电流产生的热量为________J．

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【课堂精讲】

知识点1.通电导体放出的热量跟哪些因素有关

（1）猜想与假设：通电导体放出的热量可能与导体的电阻、导体中的电流和通电时间有关

（2）设计实验

为了比较电阻丝产生热量的多少，可以将电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量会被煤油吸收，煤油的温度就会升高.通电导体放出的热量越多，煤油吸热后升高的温度也越多.我们可以通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少.

a．探究导体产生的热量跟电阻的关系

要探究导体产生的热量跟电阻的关系，应选择两个阻值不同的电阻丝（如电阻为5的铜丝和电阻为10的镍铬合金丝）来进行实验.研究时要控制通过两个电阻丝的电流大小相等，因此，可将两个电阻丝串联在电路中.同时，注意通电时间的控制.

b．探究导体产生的热量跟电流的关系

要探究导体产生的热量跟电流的关系，应保持电阻值和通电时间不变，改变通过电阻丝的电流，这可以跟电阻丝串联一个滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流.

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【例1】小明利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计可显示瓶中煤油的温度，煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝，已知甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长．

（1）请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求闭合开关、滑动变阻器的滑片向右移动时电路中电流变大；

（2）正确连接电路，闭合开关后，可以观察到______（选填“甲”或“乙”）瓶中温度计的示数升高得更快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．

（3）利用此装置还可探究电流通过导体产生的热量与______的关系，实验时移动滑动变阻器的滑片，观察______（选填“同一”或“不同”）烧瓶内的温度计示数升高的快慢．

（4）小明认为，将该装置改进后，还可以做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应将其中一烧瓶中的煤油换成水，对这部分水的具体要求是______，并且要使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻______．水和煤油吸热的多少是通过______来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）．通过实验，发现水的温度上升较慢，表明______的比热容比较小．

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知识点2.焦耳定律

（1）内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.这个规律叫做焦耳定律.

（2）公式：Q=I2Rt

Q表示电流流过导体时产生的热量，单位是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是；t表示通电时间，单位是s.

（3）导出公式：Q=Pt；Q=UIt；Q=

这三个公式只适用于电能全部转化为内能的情况，也就是电流所作的功全部用来产生热量的纯电阻电路中.

【例2】（2014•遵义）一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为220V，额定功率为1100W，与电炉丝连接的导线的电阻为0.1Ω，电炉正常工作10min，通过导线的电流为_____A，导线上产生的热量是　

【练习2】（2014•达州）一台线圈电阻为0.3Ω电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流产生的热量是_____J，转化成的机械能是_____J．

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【随堂检测】

1. （2014•无锡）为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1＜R2，装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（　　）