15.4

探究焦耳定律1/21（1）燈泡發光一段時間后，用手觸摸燈泡有什么感覺？為何？

（2）電風扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為何？答案:發燙。是電流熱效應。問題2/21

燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同電流，燈泡和電線都要發燒，可是實際上燈泡熱得發燙，電線發燒卻覺察不出來。這是為何？燙手不燙手為何？3/21著火了！為何？

家庭電路中使用功率過大用電器可能引發火災，這又是為何？4/21燙手不燙手家庭電路中使用功率過大用電器可能引發火災。燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同電流，燈泡和電線都要發燒，可是實際上燈泡熱得發光，電線發燒卻覺察不出來。

要解釋上述兩個現象，我們必須研究。

電流產生熱量與哪些原因相關。5/21一、正比還是反比試驗

電流熱效應跟電阻關系試驗器材

試驗目標

研究電流經過導體產生熱量跟哪些原因相關

試驗原理

當電流經過電阻絲時，電流產生熱量就使瓶中煤油溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來一樣高液柱就會逐步上升。電流產生熱量越多，液面就會上升得越高。我們能夠經過管中液面上升高度比較電流產生熱量。電源、開關、燒瓶、電流表、滑動變阻器

、導管、適量煤油和足夠導線6/21兩個相同燒瓶中裝滿煤油分別放入電阻不一樣電阻絲通電后導管中煤油上升。7/21在通電電流和通電時間相同條件下，電阻越大，電流產生熱量越多。在電壓和通電時間相同條件下，電阻越大，電流產生熱量越少。12試驗分析即：電流相等時，在一定時間內，導體產生熱量跟電阻成正比。即：電壓相等時，在一定時間內，導體產生熱量跟電阻成反比。8/211.P=IU

U=IRP=IU=I×IR=I2R

在電流相同情況下，電能轉化成熱能時功率跟導體電阻成正比。

即：在電流相同時，電阻較大導體在一定時間內產生熱較多。結論：9/212.P＝UI

I＝結論：

在電壓相同情況下，電能轉化成熱能時功率跟導體電阻成反比。

即：在電壓相同時，電阻較大導體在一定時間內產生熱量較少。

P=10/211.內容：電流經過導體產生熱量跟電流平方成正比，跟導體電阻成正比，跟通電時間成正比。

2.公式：Q=I2Rt3.單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦。注意：熱量跟電流平方成正比，若經過一個用電器電流增加到3倍時，它產生熱量增大到

倍。9

英國物理學家焦耳做了大量試驗,于1840年最先準確地確定電流產生熱量跟電流、電阻和通電時間關系，即焦耳定律。11/21

焦耳在1818年12月24日生于英國曼徹

斯特，他父親是一個釀酒廠主。焦耳自幼

跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規教

育。青年時期，在他人介紹下，焦耳認識

了著名化學家道爾頓。道爾頓給予了焦耳

熱情教誨。焦耳向他虛心學習了數學、

哲學和化學，這些知識為焦耳以后研究奠

定了理論基礎。1840年，焦耳把環形線圈放

入裝水試管內，測量不一樣電流和電阻時水溫。經過這一試驗，他發覺：導體在一定時間內放出熱量與導體電阻及電流平方之積成正比。四年之后，俄國物理學家楞次公布了他大量試驗結果，從而深入驗證了焦耳關于電流熱效應之結論正確性。所以，該定律稱為焦耳—楞次定律。焦耳活到了七十一歲。1889年10月11日，焦耳在索福特逝世。后人為了紀念焦耳，把功和能單位定為焦耳。12/21依據電功公式和歐姆定律推導焦耳定律。非純電阻電路：W總＞Q

(W總＝UIt=W外＋Q)Q=W=UIt=I2Rt依據歐姆定律U=IR又

W=UIt若電流做功全部用來產生熱量即Q=W注意：焦耳定律適合用于任何用電器熱量計算，對只存在電流熱效應電路也可用Q

=W

=

UIt

=

Pt

=

t來計算熱量。純電阻電路：W總=Q放=Pt=UIt=

t=I2Rt13/21二、電流熱效應應用與控制依據焦耳定律可知，生活中用電器在工作時，會產生電熱，怎樣合理地應用電熱和預防電熱造成危害呢？你知道嗎？14/21電熱利用和預防1.電熱器：利用電流來加熱設備。主要部件：發燒體（電阻率大、熔點高）應用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器、電烙鐵等等。2.電熱預防：電視機后蓋散熱窗、電腦主機里面小電風扇等等。15/2116/2117/211.焦耳定律是反應電流

效應規律，即_____轉化為

規律。2.電流經過電風扇做功時,

能轉化為___能和_____________

能，假如電流做功3.6×106J,電風扇取得機械能一定

______

3.6×106J。牛刀小試熱電能熱能電熱機械小于18/213.以下用電器正常工作時，要預防電流熱效應是()A．電燈B．電視機

C．電飯鍋D．電熨斗4.以下家用電器中，利用電流熱效應工作是()A．電風扇B．電飯鍋

C．電冰箱D．電視機

BB19/21課時練習1.電流經過導體時產生熱量跟__________成正比，跟導體____成正比，跟__________成正比，這個規律叫做焦耳定律，數字

表示式是_______.2.電熱器是利用電流__效應制成，它主要部件是______.電流流過電熱器所做功全部用來產生____.3.有兩根金屬電阻絲，電阻分別為5Ω和15Ω，將它們串聯后接在一個電源兩端，它們電

壓之比為