《焦耳定律》ppt课件

焦耳定律在能量转换与利用中的意义
焦耳定律是电力工程和电子技术的基础之一，它为电力系统和电子设备的设计、 制造、运行和维护提供了理论指导。
通过焦耳定律，我们可以有效地将电能转换为热能，为人们的生活和工业生产提 供所需的能源。例如，电热炉、电热水器等电器就是利用焦耳定律实现电能向热 能的转化。同时，焦耳定律也为能源的合理利用和节能减排提供了理论依据。
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课程总结与展望
课程主要内容总结
焦耳定律的发现和意义
焦耳定律的数学表达式
介绍焦耳定律的背景和重要性，以及它在物 理学中的地位和作用。
详细推导焦耳定律的数学表达式，以及表达 式中各个物理量的意义和单位。
焦耳定律的应用场景
焦耳定律与其他物理规 律的关系
列举一些焦耳定律在实际应用中的例子，如 电路中的热效应、电机的发热等。
学习反馈与调整
鼓励学生及时反馈学习情况，根据反馈信息进行 针对性的学习调整。
研究展望
焦耳定律的深入研究
探讨焦耳定律的本质和内涵，如非 线性焦耳定律、多导体焦耳定律等 。
焦耳定律在新技术中的应用
介绍焦耳定律在新技术中的应用， 如高温超导技术、纳米材料等。
基于焦耳定律的实验研究
设计基于焦耳定律的实验研究，如 测量材料的电阻率、分析电路故障 等。
跨学科的综合性研究
探讨焦耳定律与其他学科如化学、 生物学、环境科学等之间的联系， 开展跨学科的综合性研究。
THANKS
谢谢您的观看
课程目的
帮助学生了解焦耳定律的基本原理和重要意义。 掌握能量转换和传导的基本规律及焦耳定律的应用。
课程安排
第一部分
焦耳定律的起源、发展和意义
第二部分
焦耳定律的基本原理和公式

第三级
第二级
电热器的优点: 清洁
第二级
第二级
第四级
第三级
第三级
第三级
卫生，没有环境污染，热
第五级
第四级
第四级
第四级
第五级
第五级
效率高，还可以方便地控
第五级
制和调节温度。
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时，使导体只发热的用电器称为电热器，
而电热器的主要部分是发热体。
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D．电功率较小
较窄处电压大，电功率较大
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新课讲授
三、电热的利用和防止
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1.电热的利用
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第二级
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第二级
2Rt。
第二级
生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=
W
=
UIt
=
I
第四级
第三级
第三级
第三级
第五级
第四级
第四级
第四级
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发
第五级
问题回顾
第五级
第五级
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红，而导线却几乎不发热？
导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电
炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
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新课讲授
例题
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在误差允许范围内，纯电阻电路中P电=P热；非纯电阻电路中P电>P热。
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实验延伸
思考1 小电机转动时，如何计算机械功率P机械？ P机械=P电-P热
思考2 小电机转动时，如何计算时间t内做的机械功W机械？ W机械=P机械t
思考3 在电动机的铭牌上，经常看到的输入功率和输出功率跟本 节课中哪些物理量是对应的？内阻上消耗的功率呢？
焦耳定律
1
学习目标
• 从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功 和能量转化的关系。
• 知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的 应用。
• 从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电 路和非纯电阻电路。
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问题1
生活中的电能转化
电炉
电风扇（电动机）
蓄电池（充电）
3
思考
问题2 功是能量转化的量度，电能转化的量度是什么 ？ 问题3 静电力做功与电流做功的关系？
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电功的推导
例 1 一段 电路两端的电势差为 U ， 电荷从 电路一端定向移 动到另一端所用的时间为t，形成的电流为I，
试求： 1 时间t内通过这段电路的电荷总量q？ 2 时间t内电流做的功？
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焦耳定律
例 2 电流 I 通过电阻为R 的电炉，试计算在时间 t 内电 炉产生的热量Q。
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P =UI电功率和热功率 电
P热=I2R
7
P电=UI
推导中没有任何限制
电流做功的功率
（消耗电能的总功率）
电功率和热功率 P热=I2R
推导中要求Q=W
专指发热功率
（电能转化为内能的那部分功率）
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实验电路图
纯电阻电路
非纯电阻电路

电流通过导体时电能转化为内能，这种现象 叫做电流的热效应.
烫手
不烫手
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电 流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得 发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？
why？
着火了！
家庭电路中使用功率过大的用电器 可能引起火灾，这又是为什么？
烫 手
不烫 手
灯泡接入电路中时， 灯泡和电线中流过相 同的电流，灯泡和电 线都要发热，可是实 际上灯泡热得发光， 电线的发热却觉察不 出来。
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电热的利用和防止 1、电热的利用： 电热水器、电 饭锅、电熨斗、 电孵化器等等.
2、电热的防 止：电视机 后盖的散热 窗、电脑主 机里面的小 电风扇等等.
练习
1．将两根火柴分别放在串联的两根电热丝R1和R2上，若 R1=5 Ω >R2，通电后问那根火柴先被点燃 （ A ） A. R1在上的火柴 B. 在R2上的火柴 C. 同时点燃 D. 无法确定 2．要使电热器在单位时间内放出的热量减少一半，则应 使 （ D ） A. 通过它的电流减小一半 B. 它两端的电压减小一半 C. 它的电阻减小一半 D. 电压和电阻均减小一半
2 2
Q I Rt 0.6 A 60 300s 6480J
例题
例2：某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5 Ω，当 它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热 量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
解：消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60S=26400J
实验1：研究电热与电阻关系
R2 10
R1 5
电阻丝 大 的电阻产生的热量多.
在电流、通电时间相同时，阻值