物理課件：《電流的熱效應(yīng)》電功和電功率PPT

1、第十三章 電功和電功率電流的熱效應(yīng)北師大版 物理 九年級(jí)全一冊1.知道什么是電流的熱效應(yīng)。知道電流的熱效應(yīng)與導(dǎo)體電阻、通過導(dǎo)體的電流、通電時(shí)間的定量關(guān)系。2.通過實(shí)驗(yàn)探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。3.知道電流的熱效應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例和危害。學(xué)習(xí)目標(biāo)臺(tái)燈工作一段時(shí)間后燈泡會(huì)發(fā)燙；給電熱水壺通電可以給水加熱；給電烤箱通電可以把食物烤熟，這些熱量是從哪里來的？電流的熱效應(yīng)1電流的熱效應(yīng)什么是電流的熱效應(yīng)？電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)。電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?剛剛發(fā)光的燈泡并不熱，過一會(huì)兒就會(huì)燙手，這是為什么？問題與思考問題：電流通過導(dǎo)體

2、時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?猜想：與電阻、電流、時(shí)間有關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)一個(gè)物理量被猜測與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用什么方法去研究？用什么方法去觀察那些不可見的物理量？電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)控制變量法轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系R1=5R2=10A條件：容器相同，I相同，t相同結(jié)論：I和t相同時(shí)，R越大，Q越多?，F(xiàn)象：B中液面上升多5 5 5 AB實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系I = 2I1AIR=5R=5R=5I1結(jié)論：R和t相同時(shí)，I越大，Q越多?，F(xiàn)象：D中液面上升多條件：容器相同，R相同，t相同5 5 5 CD實(shí)驗(yàn)視頻實(shí)驗(yàn)表明：導(dǎo)體的電阻越大，通過導(dǎo)體的電流越大，通電時(shí)間越長，電流的熱效應(yīng)就越

3、顯著。焦耳定律2焦耳定律Q = I2Rt 內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時(shí)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。公式：補(bǔ)充說明：電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即：Q=I2Rt電熱W=UIt電能什么情況電熱會(huì)小于電能呢？焦耳定律 焦耳(James Prescott Joule，1818-1889)，英國物理學(xué)家。用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)驗(yàn)，精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不

4、發(fā)熱?電線和電爐串聯(lián)，通過它們的電流是一樣的，而電爐的電阻比電線的電阻大的多，根據(jù)焦耳定律Q=IRt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過電爐產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線卻不熱。思考與討論練一練一根 60 的電阻絲接在 36 V 的電源兩端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?I = UR解：= 36V60= 0.6A Q = I2Rt = (0.6A)260300s = 6480J答：在5min內(nèi)共產(chǎn)生熱量6480J。額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?前者說

5、電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)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(shí)間內(nèi)產(chǎn)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(yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。思考與討論電流熱效應(yīng)的應(yīng)用及危害防止1.電流熱效應(yīng)的應(yīng)用利用電熱孵化器孵小雞電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的。用于加熱用電器工作時(shí)，都不可避免地發(fā)熱。這是電流熱效應(yīng)的表現(xiàn)，它既會(huì)浪費(fèi)能源，又會(huì)由于升溫使用電器有被燒毀的危險(xiǎn)，因此很多用電器采用設(shè)置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱部位安裝風(fēng)扇等方法散熱。2.電流熱效應(yīng)危害的防止電腦的微型風(fēng)扇電視機(jī)的后蓋拓展：電能和電熱的關(guān)系純電阻電路：消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能純電阻電路電熱計(jì)

6、算式Q = IRtW = UIt = U2R純電阻電路電能計(jì)算式W = I2Rt100%轉(zhuǎn)化電能W = UIt非純電阻電路：消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電熱Q = IRt其他形式的能量某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V，2A”它的線圈電阻為5，當(dāng)它正常工作1分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？解：消耗的電能：W總=UIt=220V2A60s=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(2A)2560s=1200J 得到的機(jī)械能：W機(jī)=W總-Q=26400J-1200J=25200J練一練1將一臺(tái)“220V 100W”的電風(fēng)扇，一個(gè)”220V 100

7、W“ 的充電器，一把“220V 100W ”的電烙鐵分別接在220V的電源上，在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過他們時(shí)產(chǎn)生熱量最多的是 （ ）A電烙鐵 B充電器 C電風(fēng)扇 D一樣多A2現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)電爐子，已知電爐電阻R1R2，分別接入電源電壓220V的電路中，相同時(shí)間內(nèi)，它們發(fā)熱情況是 （ ）A甲放熱多 B乙放熱多 C同樣多 D無法判斷B3一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時(shí)的電阻是121，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10 min產(chǎn)生多少熱量？因?yàn)殡娎予F消耗的電能全部用來發(fā)熱，所以Q=W=Pt=400W1060s=240000J解： P額 = = =400W U額2R(220 V)2121 答：它的額定功率為400W，在額定電壓下10min產(chǎn)生熱量240000J。4某校師生自制了一臺(tái)電烘箱。電烘箱的電阻絲通過5A的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn)生6.6104J的熱量。求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻。解： P = = = = 1.1103 W WtQt6.6104J 60s R= = =44 PI21.1103 W(5A)2答：這臺(tái)電烘箱的電功率為1100W，電阻絲工作時(shí)的電阻為44。電流的