讲述了物理九年级第十八章第4节《焦耳定律》课堂笔记
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物理九年级第十八章第4节《焦耳定律》课堂笔记思维导图模板大纲
定义:电流通过导体,导体会发热的现象,叫做电流的热效应。
影响电流的热效应大小的因素
导体通电时,产生的热量与导体的电阻、导体中的电流和通过时间有关。
通电时间越长,电流越大,电阻越大,产生的热量越多。
电流通过导体时,电流的热效应总是存在的。这是因为导体都有电阻。
导体通电时,由于要克服导体对电流的阻碍作用,所以要消耗电能,这时电能转化成内能。
如果导体的电阻为零,电流通过导体时,不需要把电能转化成内能,这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。
(1)通电导体产生的热量跟电阻的关系
如图15-10所示,甲、乙两个锥形瓶中的电阻丝的电阻R1、R2分别为5Ω和10Ω,两个瓶中装有等量的煤油,锥形瓶中温度计的示数变化反映电阻丝产生热量的多少。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么?
实验表明:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。
(2)电流产生的热量与电流大小的关系
如图18.4-3所示,两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,因此通过两容器中电阻的电流不同。
在通电时间相同的情况下,观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么?
实验表明:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
内容:电流通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,跟通电的时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。
公式:Q=I2Rt
要点诠释
焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出,电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。
2. 在应用焦耳定律的表达式来解决问题时,应该根据具体情况进行分析选用
例如,当几个导体串联起来时,由于通过导体的电流相等,通电时间也相等,应用表达式分析,此时导体产生的热量与电阻R成正比
当几个导体并联起来时,由于加在导体两端的电压相等,通电时间也相等,应用表达式分析,此时导体产生的热量与电阻成反比。
只有在纯电阻电路中可以用电功公式计算电热。
因为在纯电阻电路中,电流做的功全部用来产生热量,此时电功等于电热,即W=Q。
而在非纯电阻电路中,电流所做的功只有一部分用来产生热量,如电动机工作时,既产生热量又产生机械能,电功等于热量与机械能之和,即W>Q,故此时就不能用电功的公式来计算电热了。
电热的利用
日常生产、生活中会经常用到电热,如家用的热水器、电饭煲等,这些都是用电来加热的设备,叫电热器。
这些用电器的共同特点就是利用电流做功,将电能转化成内能,使我们获得需要的热量。
有些电器通电时也能产生热量,但是由于不是用电来加热的,所以不能叫电热器(如电视机、电脑等)。
电热的危害
很多情况下,电流通过导体时产生的热量,并不是我们需要的,这时电能白白消耗掉了,有时还会引起事故甚至灾害,所以要想办法阻止电热的产生。
我们说的电热的危害是对于我们的需要来说的,如果产生的热量是我们需要的,那对我们是有利的,反之就是有害的
电视机在工作时产生的热量,在正常观看时是有害的,但当电视机长时间不用时,我们可以利用电热来驱潮,这时的电热是有利的。
电热器在工作时产生的热量如果过多,也会带来危害,所以我们在正常使用电能产生的热量时,也要注意安全。
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