第四節(jié)電流的熱效應

第四節(jié)科學探究：電流的熱效應以下用電器在工作時有什么共同特點？電油炸鍋電飯煲電熨斗電取暖器電烤箱電熱水器一、這些常見家用電器的共同特點：1.定義：電流通過導體時把電能轉化為內能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應。2.利用電流的熱效應工作的電器叫做電熱器。3.組成：主要組成局部是發(fā)熱體發(fā)熱體的材料：電阻率大、熔點高的電阻絲。優(yōu)點：清潔、無污染、熱效率高，便于控制和調節(jié)等。缺點：浪費電能，造成電線老化,影響用電器使用壽命。二、電流的熱效應有什么利和弊？電流的熱效應與哪些因素有關？點亮的燈泡過一會兒會燙手，說明什么？導線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導線并不是很熱？說明什么？三、電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少跟哪些因素有關？首先猜測:電流I、電阻R、時間t三者對電流產(chǎn)生的熱量Q的多少有影響，然后進行探究?？刂齐娏鱅、時間t相同:研究電阻R變化→對電熱Q的影響控制電阻R、時間t相同:研究電流I變化→對電熱Q的影響控制電阻R、電流I相同:研究時間t變化→對電熱Q的影響控制變量法實驗用什么物理方法？電流通過導體產(chǎn)生熱,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著，如何測量呢？既看不見也摸不著的科學量既看得見也能測量的科學量轉化轉化讓電流產(chǎn)生的熱量被煤油吸收，通過觀察溫度計的求數(shù)來判斷產(chǎn)生熱量的多少?！峨娏鳟a(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關》點擊播放〔1〕研究通電時間t變化→對電熱Q的影響結論：其它條件相同時，通電時間越長電流產(chǎn)生熱量越多。每隔一分鐘記錄一下溫度計的示數(shù)〔2〕研究電流I變化→對電熱Q的影響結論：其它條件相同時，電流越大產(chǎn)生熱量越多。相同時間內通過R的電流為Ｉ，移動R0的滑片,使通過R的電流為0.5Ｉ。比較R兩次所產(chǎn)熱的多少〔3〕研究電阻R變化→對電熱Q的影響結論：其它條件相同時，導體的電阻越大，產(chǎn)生熱量越多。電流通過導體所產(chǎn)生的熱量與導體的電阻成正比，與電流的平方成正比，與通電時間成正比。焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)四、總結論焦耳〔1818～1889〕，英國物理學家。1818年12月24日生于曼徹斯特附近的索爾福德，1889年10月11日卒于塞爾。焦耳定律焦耳定律的理論推導五、電流通過純電阻導體時所做電功W=UIt電流通過純電阻導體時所做電功全部轉化為電熱Q=W=UIt對于純電阻導體U=IRQ=W=UIt=IRIt=I2Rt問題1.燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實際上燈泡熱得發(fā)燙，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么?燈泡的電阻比電線的大得多，產(chǎn)生的熱量更多。問題2.假設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，甚至引起火災。這又是為什么？大功率用電器的電流過大，引起導線發(fā)熱過多。問題3.電路中負荷過大有什么危險？為什么？電路中負荷過大時，使電路中電流增大，按Q=I2Rt計算，容易引起線路發(fā)熱，甚至燒毀線路。顯然，我們希望熱量更多地集中在電爐的發(fā)熱體上，而不是與電爐相連的導線上。根據(jù)今天所學的焦耳定律Q=I2Rt，你對發(fā)熱體和導線的材料有何建議？發(fā)熱體：電阻率大、熔點高導線：電阻率小、熔點高請你當設計師：電流熱效應的利用制電熱器〔要求電熱絲材料電阻率大、熔點高〕制白熾燈制保險絲〔要求保險絲材料電阻率大、熔點低〕導線上的熱損耗應盡量減少。家用導線一般用電阻率很小的銅導線。高壓導線又都是采用升高電壓減少電流的方法來減少熱損耗。預計未來導線可用超導體從而防止電流在導線上的熱損耗。無用的電流熱效應應盡量減少電熱的危害與防范點擊播放防止電熱的圖片電腦中的CPU在工作時要產(chǎn)生熱,如果過熱就會損壞芯片,所以要在芯片上加裝散熱片和風扇.顯卡的散熱片設計采用渦輪風扇的設計，同時顯存上貼有鋁合金打造的顯存散熱片，利用渦輪風扇扇出的風力，為顯存散熱片增加了散熱效果.1.一個20Ω的電阻，通過0.5A的電流2min，電阻上消耗的電能是_____,釋放熱量為______。2.一個電阻通過0.2A的電流5min，電阻上產(chǎn)生的熱量為600J，這個電阻的阻值是___Ω。3.一個200Ω的電阻通電2min，電阻上消耗的電能是4.5×104J,那么通過電阻的電流是______。600J600J501.37A5.兩個電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；假設兩個電熱器的電阻相同，通過的電流之比為1︰3，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為______。4︰31︰94.一個40Ω的電阻，通過0.3A的電流，那么通電______min釋放熱量為2160J。106.當0.2A的電流通過一金屬線時產(chǎn)生的熱量為Q1，假設使通過的電流增加到0.4A時，在相同的時間內產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的()A.2倍B.4倍倍倍B7某電熱器電阻絲的電阻為55歐,接入220V的電路中,在20分鐘內產(chǎn)生多少熱量?8、如下圖，電源電壓220伏，R是電烙鐵，標有“220V，40W〞字樣；L是電燈泡，標有“PZ220—40〞字樣.當開關S閉合時，電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是______焦，當開關S斷開時，電烙鐵的實際功率是__瓦；開關S斷開后，整個電路工作__小時消耗1千瓦電能.9、CFXB型“220V1100W〞電飯煲的原理圖如下圖，它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關S進行調節(jié)，R0為電熱絲．當開關S接高溫燒煮擋時，電路的功率為1100W，當開關S接燜飯、保溫擋時，電路的總功率為22W．〔1〕電飯煲在高溫燒煮擋時，開關S應與哪個觸點連接？〔2〕電熱絲R0的阻值多大？〔3〕當電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫10min，電熱絲R0產(chǎn)生的