第1章 六、電流的熱效應(yīng)

1、.六、電流的熱效應(yīng)學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1知道電流的熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)重點(diǎn)2學(xué)會(huì)用焦耳定律解決一些實(shí)際問題重點(diǎn)、難點(diǎn)3知道生活中應(yīng)用焦耳定律的例子重點(diǎn)4掌握節(jié)約電能的一些方法.自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、電阻與電流的熱效應(yīng)1焦耳定律1電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方、導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間成正比2公式：QI2Rt.3單位：焦耳，符號(hào)：J.2熱功率：把電熱器單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能叫做熱功率PI2R，單位：瓦，符號(hào)：W.3額定功率是指用電器正常工作時(shí)的功率，這時(shí)加在用電器兩端的電壓叫額定電壓，通過用電器的電流叫額定電流4能量轉(zhuǎn)化1電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

2、，只有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這時(shí)電功率大于熱功率2電流通過白熾燈泡時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這時(shí)電功率等于熱功率二、白熾燈1白熾燈的工作原理利用電流的熱效應(yīng)，使通電的金屬絲溫度升高，到達(dá)白熱，從而發(fā)光2內(nèi)部環(huán)境為了防止高溫下金屬絲迅速氧化折斷，燈泡要抽成真空或充入惰性氣體根底自測(cè)1考慮判斷1電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量叫電流的熱效應(yīng)2電熱器的電阻越大，熱功率一定越大×3電流通過電風(fēng)扇時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能×4日光燈是白熾燈×5白熾燈泡的電功率越大，燈絲越粗6白熾燈在發(fā)光時(shí)的電阻與不發(fā)光時(shí)一樣×2某電阻的阻值為5 ，通過的電流為2 A，那么它在10 s的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的

3、熱量為A100 JB200 JC20 J D2 JB由焦耳定律：QI2Rt22×5×10 J200 J，故B正確，應(yīng)選B.3多項(xiàng)選擇以下家用電器在工作時(shí)，主要利用電流熱效應(yīng)的是A電熨斗 B電冰箱C吸塵器 D電飯煲AD電熨斗是利用電流做功產(chǎn)生的熱量來熨燙衣物的，故主要利用了電流的熱效應(yīng)，故A正確電冰箱是利用電流做功壓縮制冷劑，使制冷劑液化，當(dāng)制冷劑再通過冷凝管是體積膨脹氣化而帶走冰箱內(nèi)的熱量，故電流做功的過程中電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤吸塵器是通過電流做功帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)而形成風(fēng)，從而把灰塵吸進(jìn)吸塵器，故主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤電飯煲是利用電流流過電熱絲時(shí)釋放的熱量

4、來對(duì)食物進(jìn)展加熱，故主要利用了電流的熱效應(yīng)，故D正確應(yīng)選AD.4一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U，額定功率是P，電動(dòng)機(jī)內(nèi)電樞導(dǎo)線的電阻為R，那么它正常工作時(shí)的電流是【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41942034】A等于U/R B等于P/UC大于U/R D大于P/UB由于電動(dòng)機(jī)電路不是純電阻電路那么U>IR，所以選項(xiàng)A、C不正確電動(dòng)機(jī)的額定功率P是電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率PIU，所以I，應(yīng)選項(xiàng)D不正確，選項(xiàng)B正確合 作 探 究·攻 重 難電流熱效應(yīng)的理解及計(jì)算1.電流熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體的時(shí)候，做定向挪動(dòng)的自由電子要頻繁地跟金屬正離子碰撞由于這種碰撞，電子在電場(chǎng)力的加速作用下獲得的動(dòng)能，不斷地傳遞給金屬

5、正離子，使金屬正離子的熱振動(dòng)加劇，于是通電導(dǎo)體的內(nèi)能增加，溫度升高這就是電流的熱效應(yīng)，電流的熱效應(yīng)本質(zhì)上是電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2電熱的探究1思路：控制變量法2可能因素：電流、電阻、通電時(shí)間3方法電流、通電時(shí)間一樣，探究電熱與不同電阻的關(guān)系電阻、時(shí)間一樣，通入不同的電流，探究電熱與電流的關(guān)系電流、電阻一樣，通電時(shí)間不同，探究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系3對(duì)焦耳定律的理解1焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，它是經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，不能認(rèn)為是用電學(xué)公式推導(dǎo)出來的，它適用于所有電路中的發(fā)熱計(jì)算2焦耳定律公式的理解：在電流和電阻一樣時(shí)，熱量與時(shí)間成正比；在電阻和時(shí)間一樣時(shí)熱量與電流的平方成正比；在電流和時(shí)間一樣

6、時(shí)熱量與電阻成正比如串聯(lián)的兩個(gè)用電器由于電流是相等的，在時(shí)間相等的情況下，誰的電阻大誰發(fā)熱多，不是電阻大的阻礙作用大而發(fā)熱少在電源電壓不變的前提下，增加電爐的電熱絲在相等的時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量，可采取的措施是A增大電熱絲的電阻B減小電熱絲的電阻C在電熱絲上并聯(lián)電阻D在電熱絲上串聯(lián)電阻思路點(diǎn)撥：電熱絲是電阻絲，此時(shí)，I2Rtt.利用Qt分析【解析】電爐可以看作是純電阻用電器，電流產(chǎn)生的熱等于電流所做的功，所以有QWI2Rtt，根據(jù)題意知U不變，t相等，故由Qt可以看出R越大，放熱量越小，要使熱量增加，應(yīng)減小電爐電阻，故B選項(xiàng)正確；對(duì)于C選項(xiàng)，能增加電爐一樣時(shí)間內(nèi)放出的熱量，但不能使原電阻絲放熱增加，故

7、C錯(cuò)應(yīng)選B.【答案】B針對(duì)訓(xùn)練1為了使電爐消耗的電功率減小到原來的一半，應(yīng)采取以下哪些措施A保持電阻不變，使電流減半B保持電阻不變，使電壓減半C保持電爐兩端電壓不變，使其電阻減半D使電壓和電阻各減半D電阻一定時(shí)，使電流減半，由PI2R知，電功率減為原來的1/4，可見A項(xiàng)錯(cuò)；同理，使電壓減半，由P知，電功率也為原來的1/4，故B項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)電壓不變，電阻減半時(shí)，由P知，電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，可見C項(xiàng)錯(cuò)；由P知，當(dāng)U和R各減半時(shí)，電功率變?yōu)樵瓉淼?/2，可見D項(xiàng)正確純電阻電路與非純電阻電路的比較1.在純電阻電路中，如由白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)有WQ，即IUtI2R

8、t.顯然UIR，那么計(jì)算電功或電熱時(shí)，可采用公式WQIUtI2RtPt中的任一形式進(jìn)展計(jì)算2在非純電阻電路中，如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路，電流做功將電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，此時(shí)有W>Q，即IUt>I2Rt.顯然U>IR.因此在這種情況下，電功W只能用公式WIUt進(jìn)展計(jì)算，電熱Q只能用公式QI2Rt進(jìn)展計(jì)算多項(xiàng)選擇一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻一樣，都通過一樣的電流，在一樣的時(shí)間內(nèi)【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41942035】A電爐放熱和電動(dòng)機(jī)放熱相等B電爐兩端電壓大于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐的功率AD由于電爐與電動(dòng)機(jī)

9、電阻相等，電流也相等，由QI2Rt得，一樣時(shí)間內(nèi)放熱相等，A正確；由于電動(dòng)機(jī)消耗的電能有一部分要對(duì)外做功，所以電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐的功率，由P機(jī)U機(jī)I，P爐U爐I知，U機(jī)I>U爐I，所以電動(dòng)機(jī)兩端的電壓大于電爐兩端的電壓，因此B、C錯(cuò)，D正確本卷須知(1)WUItP電UI適用于一切電路.(2)QI2RtP熱I2R適用于一切電熱的計(jì)算.針對(duì)訓(xùn)練2多項(xiàng)選擇以下關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的選項(xiàng)是A電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多BWUIt適用于任何電路，而WI2Rtt只適用于純電阻的電路C在不是純電阻的電路中，UI>I2RD焦耳熱QI2Rt適用于任何電

10、路BCD電功率公式P，功率越大，表示電流做功越快對(duì)于一段電路，有PIU，I，焦耳熱Q2Rt，可見Q與P、U、t都有關(guān)，所以P越大，Q不一定越大，A不對(duì)；WUIt是電功的定義式，適用于任何電路，而I只適用于純電阻電路，那么WI2Rtt也只適用于純電阻電路，B對(duì)；在不是純電阻的電路中，電流做的功焦耳熱其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正確；QI2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱，D正確當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1隨著我國人民生活程度的不斷進(jìn)步，家庭中使用的電器越來越多，以下電器中主要應(yīng)用電流熱效應(yīng)工作的是A電風(fēng)扇B電飯煲C錄音機(jī) D電視機(jī)B應(yīng)用電流

11、的熱效應(yīng)，即把電能主要轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，其中電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，錄音機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，但不是內(nèi)能，同樣電視機(jī)的主要作用是電信號(hào)的處理，把電能轉(zhuǎn)化為光能等，因此只有B項(xiàng)中的電飯煲是主要轉(zhuǎn)化成內(nèi)能2在驗(yàn)證焦耳定律的實(shí)驗(yàn)中，為了比較電流通過兩根不同的電阻絲產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)同時(shí)保持一樣的物理量是A通過它們的電流和加在它們兩端的電壓B通過它們的電流和它們的電阻C通過它們的電流和通電時(shí)間D通過它們的電流、加在它們兩端的電壓和通電時(shí)間C由焦耳定律QI2Rt知，要想驗(yàn)證Q與R間的關(guān)系，那么應(yīng)注意保持I與t不變，應(yīng)選C.3電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不那么熱，這是因?yàn)椤緦?dǎo)學(xué)號(hào)：41942036】A通過銅導(dǎo)線的電流小，所以它消耗的電能也較少B電爐絲和銅導(dǎo)線消耗的電能一樣，但銅導(dǎo)線散熱快，所以就不那么熱C通過電爐絲的電流大，所以它消耗的電能較多D銅導(dǎo)線電阻較小，所以它消耗的電能較少D電爐絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)關(guān)系，故通過電爐絲的電流與通過銅導(dǎo)線的電流大小相等，電爐絲和銅導(dǎo)線在電學(xué)性能上的差異在于：前者的電阻大，后者的電阻很小，根據(jù)電流通過電阻發(fā)熱的公式QI2Rt，在電流一樣條件下，一樣的時(shí)間內(nèi)，電爐絲的發(fā)熱量比銅導(dǎo)線上的發(fā)熱量大得多因此我們看到電爐通電