生活中,許多用電器通電后,都伴有熱現(xiàn)象產生。請舉例說明。
  電流通過導體時電能轉化成內能,這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應。
  電爐絲和導線通過電流相同,為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導線卻幾乎不發(fā)熱?  電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關?
電流通過導體時產生熱的多少與什么因素有關?
實驗1:研究電熱與電阻關系
  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越多。
實驗2:研究電熱與電流關系
  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越 多。
  焦耳(James Presctt Jule, 1818—1889),英國物理學家。用 近 40 年的時間做了 400 多次實驗, 研究熱和功的關系。通過大量的實 驗,于 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 時間的關系。
  1.內容:電流通過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?! ?.公式:Q = I2Rt?  3.單位:焦耳(J)
  1.當電流通過導體時,如果電能全部轉化為內能,而沒有同時轉化成其他形式的能量,那么電流產生的熱量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。
  2.當電扇工作時,消耗的電能主要轉化為電機的機械能:
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J
  一根 60 Ω 的電阻絲接在 36 V的電源兩端,在 5 min內共產生多少熱量?
答: 在 5 min 內共產生 6 480 J 熱量。
  額定電壓相同的燈泡,額定功率越大,電阻越小,正常工作時單位時間內產生的熱量越多??墒前凑战苟?,電阻越大,單位時間內產生的熱量越多。二者似乎有矛盾,這是怎么回事?
  答:前者說電阻越小,正常工作時單位時間內產生的熱量越多,前提條件是電壓相同;而后者說,電阻越大,單位時間內產生的熱量越多,前提條件是電流相同,兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。
  電熱器的優(yōu)點: 清潔衛(wèi)生,沒有環(huán)境污染,熱效率高,還可以方便地控制和調節(jié)溫度。
  很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如:電視機的后蓋有很多孔,為了通風散熱;電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。

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第4節(jié) 焦耳定律

版本: 人教版

年級: 九年級全冊

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