164探究電流熱效應(yīng)課件

1、第十六章第十六章電流做功與電功率電流做功與電功率16.416.4 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究：探究：電流熱效應(yīng)電流熱效應(yīng)（1）燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸）燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡有什么感覺(jué)？為什么？燈泡有什么感覺(jué)？為什么？ （2）電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸）電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺(jué)？為什么摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺(jué)？為什么?答案答案: 發(fā)燙。是電流的熱效應(yīng)。發(fā)燙。是電流的熱效應(yīng)。問(wèn)題問(wèn)題著火了！為什么？為什么？ 家庭電路中使用功率過(guò)大的用電家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi)，這又是為什么？器可能引起火災(zāi)，這又是為什么？電流產(chǎn)生的熱量與電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)哪些

2、因素有關(guān)?對(duì)同一電阻絲對(duì)同一電阻絲,在電流大小不變的在電流大小不變的情況下情況下,通電時(shí)間越長(zhǎng)通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的熱量越多。熱量越多。在通電電流和通電時(shí)間相同的條件在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下下,電阻越大電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。電流產(chǎn)生的熱量越多。在電壓和通電時(shí)間相同的條件下在電壓和通電時(shí)間相同的條件下,電阻越大電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越少。電流產(chǎn)生的熱量越少。1231.內(nèi)容：內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。正比，跟通電時(shí)間成正比。 2.公式：公式：Q= I2R

3、t3.單位單位：I-安，安，R-歐，歐，t-秒，秒，Q-焦。焦。注意：熱量跟電流的平方成正比，若注意：熱量跟電流的平方成正比，若通過(guò)一個(gè)用電器的電流增加到通過(guò)一個(gè)用電器的電流增加到3倍時(shí)，倍時(shí)，它產(chǎn)生的熱量增大到它產(chǎn)生的熱量增大到 倍。倍。9焦耳定律焦耳定律1. P=IU U=IRP=IU=IIR=I2R 在電流相同的情況下，電能轉(zhuǎn)化成在電流相同的情況下，電能轉(zhuǎn)化成熱能時(shí)的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比。熱能時(shí)的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比。 即：在電流相同時(shí)，電阻較大的即：在電流相同時(shí)，電阻較大的導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱較多。導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱較多。結(jié)論：結(jié)論：2. PUI I結(jié)論：結(jié)論： 在電壓相

4、同的情況下，電能轉(zhuǎn)在電壓相同的情況下，電能轉(zhuǎn)化成熱能時(shí)的功率跟導(dǎo)體的電阻化成熱能時(shí)的功率跟導(dǎo)體的電阻成反比。成反比。 即：在電壓相同時(shí)，電阻較大即：在電壓相同時(shí)，電阻較大的導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量的導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少。較少。RU2RUP =根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律。根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律。Q = W = UIt = I2Rt根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律U = IR又又 W = UIt若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即Q = W 焦耳定律適用于任何用焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算。電器的熱量計(jì)算。RU2對(duì)只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用對(duì)

5、只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用Q =W = UIt = Pt = t來(lái)計(jì)算熱量。來(lái)計(jì)算熱量。非純電阻電路：非純電阻電路： W總總Q ( (W總總UIt = =W外外Q) )注意：注意：純電阻電路：純電阻電路： W總總= =Q放放= =Pt=UIt= = t= =I2RtRU2電流熱效應(yīng)的利用電流熱效應(yīng)的利用電熱的利用電熱的利用電熱器：電熱器：利用電流來(lái)加熱的設(shè)備。利用電流來(lái)加熱的設(shè)備。主要部件：主要部件：發(fā)熱體發(fā)熱體(電阻率大、熔點(diǎn)高電阻率大、熔點(diǎn)高)應(yīng)用：應(yīng)用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器、電烙鐵等等。電孵化器、電烙鐵等等。電熱的危害與防止電熱的危害與防止1.焦

6、耳焦耳定律是反映電定律是反映電流的流的 效應(yīng)的規(guī)效應(yīng)的規(guī)律，即律，即_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 的規(guī)律。的規(guī)律。2.電流通過(guò)電風(fēng)扇做功時(shí)電流通過(guò)電風(fēng)扇做功時(shí), 能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化為為_(kāi)能和能和_ 能，如果電流做功能，如果電流做功3.6106J,電風(fēng)扇獲得的機(jī)械能一定電風(fēng)扇獲得的機(jī)械能一定 _ 3.6106J。牛刀小試牛刀小試熱熱電能電能熱能熱能電電熱熱機(jī)械機(jī)械小于小于3. 下列用電器正常工作時(shí)，要防止電下列用電器正常工作時(shí)，要防止電流熱效應(yīng)的是流熱效應(yīng)的是( ) A電燈電燈 B電視機(jī)電視機(jī) C電飯鍋電飯鍋 D電熨斗電熨斗4. 下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是工作的是( ) A

7、電風(fēng)扇電風(fēng)扇 B電飯鍋電飯鍋 C電冰箱電冰箱 D電視機(jī)電視機(jī) BB5.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟 成正比，跟導(dǎo)體的成正比，跟導(dǎo)體的_成正比成正比,跟跟_成正比，這個(gè)規(guī)律叫做成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳焦耳定律，數(shù)字定律，數(shù)字 表達(dá)式是表達(dá)式是_.6.電熱器是利用電流的電熱器是利用電流的_效應(yīng)制成的效應(yīng)制成的,它的主要部件是它的主要部件是_.電流流過(guò)電熱電流流過(guò)電熱器所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生器所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生_.電流電流電阻電阻通電的時(shí)間通電的時(shí)間Q=I2Rt熱熱發(fā)熱體發(fā)熱體 熱量熱量的平方的平方7.有兩根金屬電阻絲，電阻分別為有兩根金屬電阻絲，電阻分別為5和和15，將它們

8、串聯(lián)后接在一個(gè)電源，將它們串聯(lián)后接在一個(gè)電源兩端，它們的電兩端，它們的電 壓之比為壓之比為_(kāi),在相在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi);如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間,通過(guò)通過(guò)它們的電流之比為它們的電流之比為_(kāi)，在相等的，在相等的 時(shí)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi).1 31 33 13 11.一根電阻絲接在電壓一根電阻絲接在電壓U=5V的電源上的電源上,在在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是內(nèi)產(chǎn)生的熱量是2J，要讓該電阻，要讓該電阻(其電阻大其電阻大 小恒定不變小恒定不變)產(chǎn)生產(chǎn)生8J的熱量，的熱量，可采用的辦法是可采用的辦法是( )A.使電源電壓

9、變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V,通電時(shí)間仍為通電時(shí)間仍為1SB.使電源電壓仍為使電源電壓仍為5V,通電時(shí)間變?yōu)橥姇r(shí)間變?yōu)?SC.使電源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V,通電時(shí)間變?yōu)橥姇r(shí)間變?yōu)?SD.使電源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V,通電時(shí)間變?yōu)橥姇r(shí)間變?yōu)?SA21課時(shí)練習(xí)課時(shí)練習(xí)2.有一種家用電熨斗的規(guī)格為有一種家用電熨斗的規(guī)格為“220V，300W”，這種電熨斗，這種電熨斗內(nèi)部的電熱絲的電阻是多少內(nèi)部的電熱絲的電阻是多少?如如 在額定電壓下工作，在額定電壓下工作，1min內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少產(chǎn)生的熱量是多少?【答案】【答案】161.3，1.8104J典型例題解析典型例題解析【例【例1】用電爐燒

10、水時(shí)，電爐絲熱得】用電爐燒水時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不發(fā)紅，而跟電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是為什么怎么熱，這是為什么? 電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的路中的,所以通過(guò)的電流是相同的所以通過(guò)的電流是相同的,時(shí)間也是時(shí)間也是相同的相同的,根據(jù)焦耳定律根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知可知,當(dāng)兩導(dǎo)體當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時(shí)間均相同時(shí)中電流和通電時(shí)間均相同時(shí),電流產(chǎn)生的熱電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比量與導(dǎo)體的電阻成正比.由于電爐的電阻絲由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的電的電阻比銅導(dǎo)線的電 阻大得多阻大得多,所以電爐絲所以電爐絲產(chǎn)生的熱量

11、比銅導(dǎo)線要大得多產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多.【例【例2】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為圈兩端的電壓為380V，線圈的電，線圈的電阻為阻為2，通過(guò)線圈的電流為，通過(guò)線圈的電流為10A.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一秒鐘這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一秒鐘消耗的電能為消耗的電能為_(kāi)J，產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)生的熱量為為 J.3800200【例【例3】在如圖所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)】在如圖所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置熱裝置,它是由三段阻它是由三段阻 值相同的電熱絲組成值相同的電熱絲組成,這個(gè)發(fā)熱裝置的電路與方框外的電路相連接這個(gè)發(fā)熱裝置的電路與方框外的電路相連接.當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)S擲到擲到

12、A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí) 為高溫為高溫,擲到擲到B點(diǎn)時(shí)為低溫點(diǎn)時(shí)為低溫(電源電壓不變電源電壓不變),且在相同時(shí)間內(nèi)且在相同時(shí)間內(nèi),高溫時(shí)產(chǎn)生高溫時(shí)產(chǎn)生的熱量是低的熱量是低 溫時(shí)產(chǎn)生的熱量的溫時(shí)產(chǎn)生的熱量的2倍倍,試在方框試在方框內(nèi)畫(huà)出它的電路圖內(nèi)畫(huà)出它的電路圖.1.一個(gè)標(biāo)有一個(gè)標(biāo)有“220V，500W”字樣的電字樣的電加熱器加熱器(俗稱俗稱“熱得快熱得快”),正常工作正常工作20min產(chǎn)生的熱量為產(chǎn)生的熱量為_(kāi)J.假若電加假若電加熱器放出的這些熱量全部被水吸收熱器放出的這些熱量全部被水吸收,在在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 _(填填“能能”或或“不不能能”)將質(zhì)量為將質(zhì)量為2kg 20的水加熱至沸的水加熱至沸騰

13、騰.2.阻值為阻值為R的電熱絲接到電壓不變的電的電熱絲接到電壓不變的電源上，源上，3分鐘可以使一杯水燒開(kāi)，現(xiàn)換分鐘可以使一杯水燒開(kāi)，現(xiàn)換用阻值為用阻值為2R的電阻，再接到此電源上的電阻，再接到此電源上, _分鐘可以使同樣的一杯水燒開(kāi)分鐘可以使同樣的一杯水燒開(kāi).不能不能610563.如圖所示如圖所示,電源電壓電源電壓220伏伏,R是電烙鐵是電烙鐵,標(biāo)有標(biāo)有“220V，40W”字樣；字樣；L是電燈泡是電燈泡,標(biāo)有標(biāo)有“PZ22040”字樣字樣.當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合閉合時(shí)時(shí),電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是_J,當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí),電烙鐵的實(shí)電烙鐵的實(shí)際功率是際功率是_瓦瓦;開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后斷開(kāi)后,整個(gè)電路整個(gè)電路工作工作 h消耗消耗1kW電能電能.502.4103104.如圖所示，如圖所示，a、b相同容器中分別裝相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水有相同質(zhì)量的水,水中的電阻絲的阻值水中的電阻絲的阻值分別為分別為R1和和R2，且，且R1R2，則閉分開(kāi)，則閉分開(kāi)關(guān)關(guān)S后，后，a、b容器中水溫上容器中水溫上 升較快的升較快的是是( )A. a容器中的水容器中的水B. b容器中的水容器中的水C. a、b容器中的水溫容器中的水溫上升的快慢一樣上升