四 電流的熱效應(yīng)

1、四 電流的熱效應(yīng)1.1.知道電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和電流、電阻及通知道電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和電流、電阻及通電時(shí)間的定性關(guān)系；電時(shí)間的定性關(guān)系；2.2.掌握焦耳定律的內(nèi)容及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；掌握焦耳定律的內(nèi)容及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；3.3.了解電功與電熱的關(guān)系。了解電功與電熱的關(guān)系。4 4. .了解了解導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的應(yīng)用、危害及防止導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的應(yīng)用、危害及防止。電油炸鍋電油炸鍋電飯煲電飯煲電熨斗電熨斗電取暖器電取暖器電烤箱電烤箱電熱水器電熱水器消毒柜消毒柜電烙鐵電烙鐵電熱水壺電熱水壺電熱毯電熱毯孵化器孵化器電熱驅(qū)蚊器電熱驅(qū)蚊器這些常見家用電器的共同特點(diǎn)這些常見家用電器的共同特點(diǎn)?1.1.電流通過各種

2、用電器時(shí)，溫度都會(huì)升高，電流通過各種用電器時(shí)，溫度都會(huì)升高，這種現(xiàn)象叫做這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)。2.2.利用電流的熱效應(yīng)工作的電器叫做利用電流的熱效應(yīng)工作的電器叫做電熱器電熱器。 能量轉(zhuǎn)化（電能能量轉(zhuǎn)化（電能內(nèi)能）內(nèi)能）3.3.電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由是由電阻率大、熔點(diǎn)高電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。料上制成的。轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？想一想想一想8電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？首先焦耳猜測(cè)首先焦耳猜測(cè)

3、電流電流I I、電阻、電阻R R、時(shí)間、時(shí)間t t三者對(duì)三者對(duì)電流產(chǎn)生的熱量電流產(chǎn)生的熱量Q Q的多少有影響，然后對(duì)電的多少有影響，然后對(duì)電流流I I、電阻、電阻R R、時(shí)間、時(shí)間t t三者進(jìn)行探究。三者進(jìn)行探究。控制電流控制電流I I、時(shí)間、時(shí)間t t相同相同: :研究電研究電阻阻R R變化變化 對(duì)電熱對(duì)電熱Q Q的影響的影響控制電阻控制電阻R R、時(shí)間、時(shí)間t t相同相同: :研究電研究電流流I I變化變化 對(duì)電熱對(duì)電熱Q Q的影響的影響控制電阻控制電阻R R、電流、電流I I相同相同: :研究時(shí)研究時(shí)間間t t變化變化 對(duì)電熱對(duì)電熱Q Q的影響的影響控控制制變變量量法法探究實(shí)驗(yàn)用什么物理

4、方法？探究實(shí)驗(yàn)用什么物理方法？電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱, ,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著如何測(cè)量呢？也摸不著如何測(cè)量呢？既看不既看不見也摸見也摸不著的不著的科學(xué)量科學(xué)量既看得見既看得見也能測(cè)量也能測(cè)量的科學(xué)量的科學(xué)量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化讓電流產(chǎn)生的熱讓電流產(chǎn)生的熱量被量被液體液體吸收，吸收，液體溫度升高，液體溫度升高，通過通過觀察觀察溫度計(jì)溫度計(jì)測(cè)量出液體溫度測(cè)量出液體溫度的高低，來比較的高低，來比較電流產(chǎn)生量的不電流產(chǎn)生量的不同。同。轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法控制電流控制電流I I、時(shí)間、時(shí)間t t相同相同: :研究電阻研究電阻R R變化變化對(duì)電熱對(duì)電熱Q Q的影響的影響歐

5、姆歐姆歐姆歐姆結(jié)論：結(jié)論：在電流在電流I I和通電時(shí)間和通電時(shí)間t t相同時(shí)，電流產(chǎn)生相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量多少與導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)，并且電阻熱量多少與導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)，并且電阻越大電流產(chǎn)生熱量越多。越大電流產(chǎn)生熱量越多?？刂齐娮杩刂齐娮鑂 R、時(shí)間、時(shí)間t t相同相同: :研究電流研究電流I I變化變化對(duì)電熱對(duì)電熱Q Q的影響的影響結(jié)論：結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間在電阻和通電時(shí)間t t相同時(shí)，電流產(chǎn)生相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量多少與通過導(dǎo)體的電流大小有關(guān)，并且熱量多少與通過導(dǎo)體的電流大小有關(guān)，并且電流越大電流產(chǎn)生熱量越多。電流越大電流產(chǎn)生熱量越多。1歐姆歐姆0相同時(shí)間內(nèi)通過相同時(shí)間內(nèi)通過的的電流為，移

6、動(dòng)電流為，移動(dòng)0 0的的滑片滑片, ,使通過使通過電流電流為為0.50.5。比較。比較兩兩次所產(chǎn)熱的多少次所產(chǎn)熱的多少控制電阻控制電阻R R、電流、電流I I相同相同: :研究通電時(shí)間研究通電時(shí)間t t變化變化 對(duì)電對(duì)電熱熱Q Q的影響的影響結(jié)論：結(jié)論：在電阻和電流相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量多少與通電在電阻和電流相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量多少與通電時(shí)間時(shí)間t t長(zhǎng)短有關(guān)，并且通電時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，并且通電時(shí)間t t越長(zhǎng)電流產(chǎn)生熱量越多。越長(zhǎng)電流產(chǎn)生熱量越多。通電一分鐘產(chǎn)熱多通電一分鐘產(chǎn)熱多少與少與通電十分鐘產(chǎn)通電十分鐘產(chǎn)熱多少進(jìn)行比較熱多少進(jìn)行比較歐姆歐姆歐姆歐姆電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻電流通過導(dǎo)

7、體所產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻大小成正比，與電流的平方成正比，與通大小成正比，與電流的平方成正比，與通電時(shí)間成正比。電時(shí)間成正比。焦耳定律焦耳定律( (t t) )總結(jié)論總結(jié)論焦耳（焦耳（1818181818891889），），英國(guó)物理學(xué)家。英國(guó)物理學(xué)家。1818 1818 年年 1212月月2424日生于曼徹斯特日生于曼徹斯特附近的索爾福德，附近的索爾福德，18891889年年1010月月1111日卒于塞爾。日卒于塞爾。焦耳定律的發(fā)現(xiàn)者焦耳定律的發(fā)現(xiàn)者焦耳定律的理論推導(dǎo)焦耳定律的理論推導(dǎo)RtIRtUW22RIRUP22PtUItRtUQW2PtUItWUIP RtIQ2優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：清潔、無污染、

8、熱效率高，便于控制和清潔、無污染、熱效率高，便于控制和調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，電線老化缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，電線老化, ,影響用電器使用影響用電器使用壽命壽命. .電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？問題問題1. 1. 燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過相同的燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么什么? ?燈泡的電阻比電線燈泡的電阻比電線大得多，產(chǎn)生的熱大得多，產(chǎn)生的熱量更多。量更多。問題問題2. 2. 假如

9、在照明電路中接入大功率的電爐，電線將假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又是為什么？火災(zāi)。這又是為什么？大功率用電器大功率用電器的電流過大，的電流過大，引起導(dǎo)線發(fā)熱引起導(dǎo)線發(fā)熱過多。過多。問題問題3.3.電路中負(fù)荷過大有什么危險(xiǎn)？為什么？電路中負(fù)荷過大有什么危險(xiǎn)？為什么？電路中負(fù)荷過大時(shí)，使電路中電流增大，按電路中負(fù)荷過大時(shí)，使電路中電流增大，按Q=IQ=I2 2RtRt計(jì)計(jì)算，容易引起線路發(fā)熱，甚至燒毀線路。算，容易引起線路發(fā)熱，甚至燒毀線路。v導(dǎo)線上的熱損耗應(yīng)盡量減少導(dǎo)線上的熱損耗應(yīng)盡量減少v家用導(dǎo)

10、線一般用電阻率很小的銅導(dǎo)線。家用導(dǎo)線一般用電阻率很小的銅導(dǎo)線。v高壓導(dǎo)線又都是采用升高電壓減少電高壓導(dǎo)線又都是采用升高電壓減少電 流的方法來減少熱損耗。流的方法來減少熱損耗。v預(yù)計(jì)未來導(dǎo)線可用超導(dǎo)體從而避免電預(yù)計(jì)未來導(dǎo)線可用超導(dǎo)體從而避免電 流在導(dǎo)線上的熱損耗。流在導(dǎo)線上的熱損耗。無用的電流熱效應(yīng)應(yīng)盡量減少無用的電流熱效應(yīng)應(yīng)盡量減少1.1.一個(gè)一個(gè)2020的電阻，通過的電阻，通過0.5A0.5A的電流的電流2min2min，電阻，電阻上消耗的電能是上消耗的電能是_,_,釋放熱量為釋放熱量為_._.2.2.一個(gè)電阻通過一個(gè)電阻通過0.2A0.2A的電流的電流5min5min，電阻上產(chǎn)生的，電阻上

11、產(chǎn)生的熱量為熱量為600J.600J.這個(gè)電阻的阻值是這個(gè)電阻的阻值是_ _ 3.3.一個(gè)一個(gè)200200的電阻通電的電阻通電2min2min，電阻上消耗的電能，電阻上消耗的電能是是4.54.510104 4J,J,則通過電阻的電流是則通過電阻的電流是_._.600J600J600J600J50501.37A1.37A5.5.兩個(gè)電熱器的電阻之比為兩個(gè)電熱器的電阻之比為4 43 3，通過相同的電，通過相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_；若兩；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過的電流之比為個(gè)電熱器的電阻相同，通過的電流之比為1 13 3，在，在相等的時(shí)間里產(chǎn)

12、生的熱量之比為相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_。4 43 31 19 94.4.一個(gè)一個(gè)4040的電阻，通過的電阻，通過0.3A0.3A的電流，則通電的電流，則通電_min_min釋放熱量為釋放熱量為2160J.2160J.10106.6.當(dāng)當(dāng)0.20.2安的電流通過一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為安的電流通過一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q Q1 1，若，若使通過的電流增加到使通過的電流增加到0.40.4安時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生安時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為的熱量為Q Q2 2，那么，那么Q Q2 2是是Q Q1 1的的( ( ) )A.2A.2倍倍 B.4B.4倍倍 C.0.25C.0.25倍倍 D.0.5D.0.5倍倍B B一個(gè)電熱杯正常工作時(shí)的電壓為220V，其額定功率為900W，此電熱杯正常工作2s消耗的電能是多少？1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？作業(yè)作業(yè)教材教材80頁(yè)頁(yè)第二小題第二小題1.1.電流的熱效應(yīng)：電流的熱效應(yīng)：電流通過各種用電器時(shí)，電流通過各