初中物理電流的熱效應(yīng)課件

1、v1 13 3. .4 4 電流的熱效應(yīng)感受生活感受生活電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)電流流過(guò)導(dǎo)體電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，時(shí)，導(dǎo)體導(dǎo)體就要就要發(fā)熱發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做，這種現(xiàn)象叫做電流電流的熱效應(yīng)的熱效應(yīng)。思考？思考？產(chǎn)生的產(chǎn)生的熱量熱量與與哪些哪些因素因素有有關(guān)呢關(guān)呢?電流通過(guò)電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān)？電流通過(guò)電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān)？猜想依據(jù)猜想依據(jù)燙手燙手不燙手不燙手why why ？現(xiàn)象:電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？根據(jù)此現(xiàn)象，你能提出什么問(wèn)題？著火著火了！了！why why ？燙燙手手不燙不燙手手跟跟電流電流有關(guān)有關(guān)跟跟電阻電阻有關(guān)有

2、關(guān)返回返回演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量熱量跟哪些跟哪些因素因素有關(guān)有關(guān) 比較熱量比較熱量 當(dāng)電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的煤油當(dāng)電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來(lái)一樣高的，瓶塞上面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升液柱就會(huì)逐漸上升. .電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高得越高. .我們可以通過(guò)管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生我們可以通過(guò)管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量的熱量. . （轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化法）控制變量法控制變量法物

3、理學(xué)中對(duì)于物理學(xué)中對(duì)于多變量多變量問(wèn)題，通常使問(wèn)題，通常使其它量其它量相同，并改變其相同，并改變其中中一個(gè)量一個(gè)量的大小，從而使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。我們稱此方法為的大小，從而使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。我們稱此方法為控制變量法控制變量法探究電流的熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)探究電流的熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān) 返回返回演示21RR 電阻絲電阻絲1R2R 在電流、通電時(shí)間相同時(shí)在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，阻值，阻值 大大 的電阻產(chǎn)生的熱量多。的電阻產(chǎn)生的熱量多。探究一：產(chǎn)熱多少與電阻大小的關(guān)系探究一：產(chǎn)熱多少與電阻大小的關(guān)系演示電阻絲電阻絲RR 在電流、電阻相同時(shí)在電流、電阻相同時(shí)，通電時(shí)間，通電時(shí)間 長(zhǎng)長(zhǎng) 的產(chǎn)的產(chǎn)生的熱量多。生

4、的熱量多。探究二：探究二：電電熱多少與通電時(shí)間的關(guān)系熱多少與通電時(shí)間的關(guān)系演示電阻絲電阻絲RRR 在通電時(shí)間、電阻相同時(shí)在通電時(shí)間、電阻相同時(shí)，電流，電流越越 大大 的產(chǎn)生的熱量多。的產(chǎn)生的熱量多。探究三：產(chǎn)熱多少與電流大小的關(guān)系探究三：產(chǎn)熱多少與電流大小的關(guān)系返回返回 利用如圖所示的裝置探利用如圖所示的裝置探究究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶瓶A中的金中的金屬絲屬絲電阻比較小，電阻比較小，燒瓶燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大兩瓶煤油中溫度計(jì)可以顯示比較大兩瓶

5、煤油中溫度計(jì)可以顯示煤油的溫度煤油的溫度（1）根據(jù)控制變量法的研究思想，應(yīng)該使這兩個(gè)燒瓶中煤油的質(zhì)）根據(jù)控制變量法的研究思想，應(yīng)該使這兩個(gè)燒瓶中煤油的質(zhì)量量 （2）實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)燒瓶）實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高的快這表明：中溫度計(jì)的示數(shù)升高的快這表明：在在 和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越 ，電流產(chǎn)，電流產(chǎn)生的熱量越生的熱量越 。BA電熱的影響因素電熱的影響因素相等相等電流電流大大多多課本實(shí)驗(yàn)課本實(shí)驗(yàn)RR研究電熱與研究電熱與I的關(guān)系，那么就要控制的關(guān)系，那么就要控制 和通電時(shí)間不變。所以就設(shè)計(jì)以上的電路，用了相同的和通電時(shí)間不變。所以就設(shè)計(jì)以上的

6、電路，用了相同的電熱絲來(lái)保證電阻相同。那么怎樣使并聯(lián)的兩個(gè)電阻電流不同呢？電熱絲來(lái)保證電阻相同。那么怎樣使并聯(lián)的兩個(gè)電阻電流不同呢？ 。最后發(fā)現(xiàn)：電流大的那個(gè)支路，煤油的示數(shù)上升的快。所以表明最后發(fā)現(xiàn)：電流大的那個(gè)支路，煤油的示數(shù)上升的快。所以表明在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電流越在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電流越 ，電流產(chǎn)生的，電流產(chǎn)生的熱量越熱量越 。RR電阻電阻移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片大大多多1、為什么選用煤油，而沒(méi)有用水？（、為什么選用煤油，而沒(méi)有用水？（ ）4、并聯(lián)時(shí)、并聯(lián)時(shí),為什么兩個(gè)支路中都接有滑動(dòng)變阻器？為什么兩個(gè)支路中都接有滑動(dòng)變阻器？實(shí)驗(yàn)中，

7、幾個(gè)重要的問(wèn)題，你能回答出來(lái)嗎？實(shí)驗(yàn)中，幾個(gè)重要的問(wèn)題，你能回答出來(lái)嗎？3、通過(guò)什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同、通過(guò)什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同的電流？的電流？2、本實(shí)驗(yàn)電流產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)什么方式來(lái)表明的？、本實(shí)驗(yàn)電流產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)什么方式來(lái)表明的？A因?yàn)槊河陀蓄伾阌谟^察因?yàn)槊河陀蓄伾阌谟^察 B因?yàn)槊河陀斜容^大的熱值因?yàn)槊河陀斜容^大的熱值C因?yàn)槊河陀斜容^小的密度因?yàn)槊河陀斜容^小的密度 D因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱容因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱容D在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生

8、的熱量越多越多. . 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多. . 進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多多. . 123實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析1.1.內(nèi)容：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)體的電阻成內(nèi)容：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)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比正比，跟通電時(shí)間成正比. . 2.2.公式：公式： Q = I2Rt3.3.單位：?jiǎn)挝唬篒-I-安

9、，安，R-R-歐，歐，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. .注意注意：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3 3倍倍時(shí)，它產(chǎn)生的熱量增大到時(shí)，它產(chǎn)生的熱量增大到 倍倍9英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于18401840年最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱年最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即 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. . 焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算，對(duì)只存在電流

10、熱效應(yīng)的電路也可用，對(duì)只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t來(lái)計(jì)算熱量來(lái)計(jì)算熱量. .Q = W = UIt = I2Rt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 = WQ = W 注意：返回返回前面兩個(gè)現(xiàn)象的解釋前面兩個(gè)現(xiàn)象的解釋1 燈泡和導(dǎo)線是燈泡和導(dǎo)線是串聯(lián)串聯(lián)，燈，燈泡的電阻大比導(dǎo)線的電阻大泡的電阻大比導(dǎo)線的電阻大 干線電流等于各個(gè)支路干線電流等于各個(gè)支路的電流值和的電流值和2燙燙手手不燙不燙手手電熱的應(yīng)用電熱的應(yīng)用電電內(nèi)內(nèi)熱效應(yīng)熱效應(yīng)發(fā)熱體發(fā)熱體大大高高常見(jiàn)的電熱的應(yīng)用常見(jiàn)的電熱的應(yīng)用電爐電爐電熱毯電熱毯

11、熱熱得得快快電熱水壺電熱水壺電暖氣電暖氣電熨斗電熨斗電熱的預(yù)防電熱的預(yù)防計(jì)算機(jī)顯示器的散熱孔計(jì)算機(jī)顯示器的散熱孔電熱的預(yù)防電熱的預(yù)防計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)CPU的散熱風(fēng)扇的散熱風(fēng)扇使用常識(shí)：防火災(zāi)使用常識(shí)：防火災(zāi) - -勿將空調(diào)靠近窗簾勿將空調(diào)靠近窗簾 為了研究溫度對(duì)種子發(fā)芽的為了研究溫度對(duì)種子發(fā)芽的影響影響, ,課外活動(dòng)小組要做一只電烘箱課外活動(dòng)小組要做一只電烘箱, ,要求要求在在10min10min內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)產(chǎn)生6 610104 4J J的熱量的熱量, ,接用的是家接用的是家庭電路庭電路, ,請(qǐng)計(jì)算一下這只電烘箱電熱絲的請(qǐng)計(jì)算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少電阻是多少? ? 標(biāo)有標(biāo)有“220V 100

12、W”220V 100W”的白熾的白熾燈正常工作時(shí)燈正常工作時(shí), ,在在1min1min內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量?jī)?nèi)將產(chǎn)生多少熱量? ?將消耗多少電能將消耗多少電能? ?若接在若接在55V55V的電路中呢的電路中呢? ?6、一電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為、一電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1，線圈兩端所加電壓為，線圈兩端所加電壓為2V時(shí)，電流時(shí)，電流為為1A，電動(dòng)機(jī)正常工作。，電動(dòng)機(jī)正常工作。（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化？）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化？（2）電動(dòng)機(jī)正常工作）電動(dòng)機(jī)正常工作1min所產(chǎn)生的電能為多少所產(chǎn)生的電能為多少J？（3）電動(dòng)機(jī)正常工作）電動(dòng)機(jī)正常工作1min所產(chǎn)生的電熱為多少所產(chǎn)生的電熱為多少J？（4）電

13、動(dòng)機(jī)正常工作）電動(dòng)機(jī)正常工作1min所提供的機(jī)械能為多少？所提供的機(jī)械能為多少？（5）如果想讓電動(dòng)機(jī)的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可以怎樣實(shí)施？）如果想讓電動(dòng)機(jī)的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可以怎樣實(shí)施？Q=UIt【定義式】導(dǎo)出式：導(dǎo)出式：歐姆定律RUI 代換法U2RtW=對(duì)于非純電阻電路：計(jì)算電熱只有一個(gè)公式：對(duì)于非純電阻電路：計(jì)算電熱只有一個(gè)公式：Q=I2Rt 計(jì)算電能只有一個(gè)公式：計(jì)算電能只有一個(gè)公式：W=UIt 計(jì)算機(jī)械能只有一個(gè)公式：計(jì)算機(jī)械能只有一個(gè)公式：W機(jī)械機(jī)械=W-Q非純電阻電路的電熱（非純電阻電路的電熱（Q）計(jì)算：）計(jì)算：QW【電能少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能】【電能少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能】Q=Pt 7 7

14、、 如圖所示，電源電壓如圖所示，電源電壓220220伏，伏，R R是電烙是電烙鐵，標(biāo)有鐵，標(biāo)有“220V220V，40W”40W”字樣；字樣；L L是電燈泡，是電燈泡，標(biāo)有標(biāo)有“PZ22040”PZ22040”字樣字樣. .當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)S S閉合時(shí)，閉合時(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_焦，當(dāng)開(kāi)焦，當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)S S斷開(kāi)時(shí)，電烙鐵的實(shí)際功率是斷開(kāi)時(shí)，電烙鐵的實(shí)際功率是_瓦；開(kāi)瓦；開(kāi)關(guān)關(guān)S S斷斷 開(kāi)后，整個(gè)電路工作開(kāi)后，整個(gè)電路工作_小時(shí)消耗小時(shí)消耗1 1千千瓦時(shí)電能瓦時(shí)電能. .8、如圖是一個(gè)電熱毯的簡(jiǎn)化電路圖，電源電、如圖是一個(gè)電熱毯的簡(jiǎn)化電路圖，電源電壓為壓為220V，R

15、1是發(fā)熱電阻，是發(fā)熱電阻，R2是阻值為是阻值為616的分壓電阻，的分壓電阻，S是控制電熱毯工作狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。是控制電熱毯工作狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)1為斷開(kāi)狀態(tài)；為斷開(kāi)狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2為低溫為低溫狀態(tài)；狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3為高溫狀態(tài)，此時(shí)功率為為高溫狀態(tài)，此時(shí)功率為100W。求：。求： （l）當(dāng)開(kāi)關(guān)）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)。電熱毯的發(fā)熱電時(shí)。電熱毯的發(fā)熱電阻阻R1是多少是多少？（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，時(shí)，通過(guò)電路的電流是多少安？通過(guò)電路的電流是多少安？發(fā)熱電阻發(fā)熱電阻R1消耗的功率是消耗的功率是多少瓦特？多少瓦特？9 9、CFXBCFXB型型“22

16、0V 1100W”220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過(guò)單所示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)刀雙擲開(kāi)關(guān)S S進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)行調(diào)節(jié)，R R0 0為電熱絲當(dāng)開(kāi)關(guān)為電熱絲當(dāng)開(kāi)關(guān)S S接接高溫?zé)髶鯐r(shí)，電路的功率為高溫?zé)髶鯐r(shí)，電路的功率為1100W1100W，當(dāng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S S接接燜飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為燜飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為22W22W（1 1）電）電飯煲在高溫?zé)髶鯐r(shí)，開(kāi)關(guān)飯煲在高溫?zé)髶鯐r(shí)，開(kāi)關(guān)S S應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連接？應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連接？（2 2）電熱絲）電熱絲R R0 0的阻值多大？（的阻值多大？（3

17、3）當(dāng)電飯煲在正）當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流多大？燜飯、保溫常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流多大？燜飯、保溫10min10min，電熱絲，電熱絲R R0 0產(chǎn)生的熱量為多少？產(chǎn)生的熱量為多少？ 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英國(guó)曼徹日生于英國(guó)曼徹 斯特，他的父親是一個(gè)釀酒廠主斯特，他的父親是一個(gè)釀酒廠主. .焦耳自幼焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)，沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的教跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)，沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的教育。青年時(shí)期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識(shí)育。青年時(shí)期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識(shí)了著名的化學(xué)家道爾頓了著名的化學(xué)家道爾頓. .道爾頓給予了焦耳道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo)熱情的教導(dǎo). .焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)，這些知識(shí)為焦耳后來(lái)的研究奠哲學(xué)和化學(xué)，這些知識(shí)為焦耳后來(lái)的研究奠定了理論基礎(chǔ)定了理論基礎(chǔ).1840.1840年，焦耳把環(huán)形線圈放年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫入裝水的試管內(nèi)，測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫. .通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)：通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比導(dǎo)體在一