13.4電流的熱效應(yīng)動(dòng)畫課件

1、2021-6-13 v13.4 13.4 電流的熱效應(yīng) 2021-6-13 2021-6-13 感受生活感受生活 電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng) 電流流過導(dǎo)體電流流過導(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? 2021-6-13 電流通過電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān)？電流通過電熱器所產(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) 2021-6-13 燙手燙手不燙手不燙手 why why ？ 現(xiàn)象: 電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。 為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線 卻幾乎不發(fā)

2、熱？ 根據(jù)此現(xiàn)象，你能提出什么問題？ 2021-6-13 著火著火了！了！ why why ？ 2021-6-13 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)有關(guān) 返回返回 2021-6-13 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?研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的研究電流通過導(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，瓶塞上面原來一樣高的，瓶塞上面原來一樣高的 液柱就會(huì)逐漸上升液柱就會(huì)逐漸上升. .電流產(chǎn)生

3、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. .我們可以通過管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生我們可以通過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 物理學(xué)中對于物理學(xué)中對于多變量多變量問題，通常使問題，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，從而使問題得到簡化。我們稱此方法為的大小，從而使問題得到簡化。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 2021-6-13 演示 21 RR 電阻絲電阻絲 1 R 2 R 在電流、通電

4、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 2021-6-13 演示 電阻絲電阻絲 R R 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 長長 的產(chǎn)的產(chǎn) 生的熱量多。生的熱量多。 探究二：電熱多少與通電時(shí)間的關(guān)系探究二：電熱多少與通電時(shí)間的關(guān)系 2021-6-13 演示 電阻絲電阻絲 R R R 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

5、返回 2021-6-13 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中的金屬絲電阻比較小，中的金屬絲電阻比較小， 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：

6、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 。 B A 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) 2021-6-13 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)以上的電路，用了相同的 電熱絲來保證電阻相同。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。

7、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 。 R R 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 2021-6-13 1、為什么選用煤油，而沒有用水？（、為什么選用煤油，而沒有用水？（ ） 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，幾個(gè)重要的問題，你能回答出來嗎？實(shí)驗(yàn)中，幾個(gè)重要的問題，你能回答出來嗎？ 3、通過什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同、通過什么樣的

8、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什么方式來表明的？、本實(shí)驗(yàn)電流產(chǎn)生熱量的多少是通過什么方式來表明的？ 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 2021-6-13 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

9、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，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，電流產(chǎn)生的熱量越 多多. . 1 2 3 實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析 2021-6-13 1.1.內(nèi)容：電流通過導(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 = I2Rt 3.3.單位：單位：I-I-安，安，R-R-歐，歐，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. . 注意注意：熱

10、量跟電流的平方成正比，若通過一個(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 英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于英國物理學(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 2021-6-13 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，對只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用，對只存在電流熱效應(yīng)的

11、電路也可用 Q =W = UIt = Pt = U2/R t來計(jì)算熱量來計(jì)算熱量. . Q = W = UIt = I2Rt 又又W = UIt 若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q = WQ = W 注意： 返回返回 2021-6-13 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 2021-6-13 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 2021-6-

12、13 常見的電熱的應(yīng)用常見的電熱的應(yīng)用 電爐電爐 電熱毯電熱毯 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 2021-6-13 2021-6-13 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 2021-6-13 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 2021-6-13 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 2021-6-13 2021-6-13 為了研究溫度對種子發(fā)芽的為了研究溫度對種子發(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10min10mi

13、n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, ,請計(jì)算一下這只電烘箱電熱絲的請計(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 100W220V 100W”的白熾燈的白熾燈 正常工作時(shí)正常工作時(shí), ,在在1min1min內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量? ?將將 消耗多少電能消耗多少電能? ?若接在若接在55V55V的電路中呢的電路中呢? ? 2021-6-13 2021-6-13 2021-6-13 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

14、，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 R U I 代換法 U2 R tW= 對于非純電阻電路：計(jì)算電熱只有一個(gè)

15、公式：對于非純電阻電路：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 2021-6-13 7 7、 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，40W40W”字樣；字樣；L L是電燈泡，是電燈泡， 標(biāo)有標(biāo)有“PZ220PZ2204040”字樣字樣. .當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S閉合時(shí)，電閉合時(shí)，電 烙

16、鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是_焦，當(dāng)開關(guān)焦，當(dāng)開關(guān) S S斷開時(shí)，電烙鐵的實(shí)際功率是斷開時(shí)，電烙鐵的實(shí)際功率是_瓦；開關(guān)瓦；開關(guān)S S 斷斷 開后，整個(gè)電路工作開后，整個(gè)電路工作_小時(shí)消耗小時(shí)消耗1 1千瓦時(shí)千瓦時(shí) 電能電能. . 2021-6-13 8、如圖是一個(gè)電熱毯的簡化電路圖，電源電、如圖是一個(gè)電熱毯的簡化電路圖，電源電 壓為壓為220V，R1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)的開關(guān)。是控制電熱毯工作狀態(tài)的開關(guān)。 S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)1為斷開狀態(tài)；為斷開狀態(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

17、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)開關(guān)）當(dāng)開關(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)開關(guān)）當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，時(shí)， 通過電路的電流是多少安？通過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？ 2021-6-13 9 9、CFXBCFXB型型“220V 1100W220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖所電飯煲的原理圖如圖所 示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過單刀示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過單刀 雙擲開關(guān)雙擲開關(guān)S S進(jìn)行調(diào)

18、節(jié)，進(jìn)行調(diào)節(jié)，R R0 0為電熱絲當(dāng)開關(guān)為電熱絲當(dāng)開關(guān)S S接高接高 溫?zé)髶鯐r(shí)，電路的功率為溫?zé)髶鯐r(shí)，電路的功率為1100W1100W，當(dāng)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)S S接燜接燜 飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為22W22W（1 1）電飯）電飯 煲在高溫?zé)髶鯐r(shí)，開關(guān)煲在高溫?zé)髶鯐r(shí)，開關(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 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？ 2021-6-13 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英國曼徹日生于英國曼徹 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)，沒有受過正規(guī)的教跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)