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小明的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè),不要玩手機(jī)。小明爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè),很高興,可是用手一摸小明桌面上的手機(jī)就發(fā)現(xiàn)小明剛剛玩過(guò)手機(jī)。你知道他爸爸是根據(jù)什么判斷的嗎?一、電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)1.電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象2.實(shí)驗(yàn)探究:影響電流熱效應(yīng)的因素(1)提出問(wèn)題:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)?討論:①為什么電暖器的電阻絲熱的發(fā)紅,而與電阻絲連接的導(dǎo)線卻不怎么熱?說(shuō)明電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)?②調(diào)節(jié)電暖器的旋鈕,為什么冷熱程度會(huì)發(fā)生改變?說(shuō)明電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)?③電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少可能還與什么因素有關(guān)?(2)猜想與假設(shè):電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少可能與電阻大小、電流大小、通電時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)①科學(xué)方法:控制變量法討論:如何比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少?如果測(cè)量電熱的多少,需要哪些實(shí)驗(yàn)器材?選擇水還是煤油作為被加熱的物質(zhì)?轉(zhuǎn)換法(將電熱多少的比較轉(zhuǎn)化為水柱上升的高度)原理:空氣的熱脹冷縮比較電熱的多少3.選擇實(shí)驗(yàn)器材:兩個(gè)5Ω、一個(gè)10Ω的定值電阻,電源、開關(guān)導(dǎo)線、_______;4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟:A.按照電路圖連接實(shí)物電路;B.閉合開關(guān),2min后觀察比較___、___兩瓶中液柱上升的高度,可探究電熱與電阻的關(guān)系;觀察比較___、___兩瓶中液柱上升的高度,可探究電熱與電流的關(guān)系;C.通電不同時(shí)間后觀察同一瓶中液柱上升的高度,可探究電熱與________的關(guān)系;D.整理實(shí)驗(yàn)器材。停表5Ω5Ω10Ω甲乙丙甲乙甲丙通電時(shí)間(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(5)分析論證:①在相等時(shí)間內(nèi),電流相同時(shí),電阻越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多;②在相等時(shí)間內(nèi),電阻相同時(shí),電流越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多;③在電阻及通過(guò)導(dǎo)體的電流一定時(shí),通電時(shí)間越長(zhǎng),導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。5Ω5Ω10Ω甲乙丙3.理性探究:熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系根據(jù)W=UIt及歐姆定律U=IR知:W=I2Rt電流通過(guò)電阻時(shí)將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以W=Q故:Q=I2Rt因?yàn)镮1=I2,t1=t2,R1<R2,
故Q1<Q2因?yàn)镽1=R3,t1=t3,I1<I3,
故Q1<Q3二、焦耳定律1.焦耳定律: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。2.公式:3.單位:4.焦耳定律可用于所有電路中電熱的計(jì)算。(1)純電阻電路:電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量,即Q=W四個(gè)公式無(wú)差別,計(jì)算的均是電熱Q=I2RtAΩsJ焦耳(2)非純電阻電路:電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能與內(nèi)能(如電動(dòng)機(jī)),則Q
<W電(W電=W機(jī)+Q)討論:電熱對(duì)人們都是有利的嗎?三、電流熱效應(yīng)的利用與危害1.電熱的利用(1)利用電熱的裝置:電熱器(2)電熱器的原理:電流的熱效應(yīng)(3)電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體——選用電阻率大、熔點(diǎn)高的合金絲做成。(4)電熱器的優(yōu)點(diǎn):清潔無(wú)污染,熱效率高,便于控制。2.電熱的危害(1)使絕緣層老化而漏電或發(fā)生觸電事故;(2)燒壞用電器甚至引起火災(zāi);(3)電能損耗;3.電熱的防止(1)設(shè)法散熱;(2)減少電熱的產(chǎn)生;①用電阻小的導(dǎo)體替代電阻大的導(dǎo)體;②減小通過(guò)導(dǎo)體的電流(如采用特高壓輸送電能、P一定);用銅芯導(dǎo)線減少電熱損耗用銅箔作導(dǎo)線減少電熱的產(chǎn)生1000千伏錫盟—山東特高壓工程散熱風(fēng)扇散熱窗口電動(dòng)機(jī)增大散熱面積3.為什么電爐接入照明電路后,能放出大量的熱來(lái),
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