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第十八章電功率①演示實(shí)驗(yàn)—《電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系》②演示實(shí)驗(yàn)—《電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系》視頻資源清單①因ppt使用高質(zhì)量視頻,故資源比較大(本ppt約70MB)。②所用視頻資源已全部?jī)?nèi)嵌在ppt中,不需另外下載。③本節(jié)ppt共有70張、2個(gè)視頻,可根據(jù)需要選擇點(diǎn)播。④本ppt使用PowerPoint制作,畫面比例為寬屏16:9,
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會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算。3.通過(guò)學(xué)習(xí)電熱的利用和防止,
學(xué)會(huì)辯證地看待問(wèn)題。第4節(jié)焦耳定律導(dǎo)入新課復(fù)習(xí)(1)電功的概念①電功:電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程是電流做功的過(guò)程,有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說(shuō)電流做了多少功,即電功是多少。②影響電功大小的因素電流所做的功與電壓、電流、通電時(shí)間成正比:W=UIt③國(guó)際單位:焦耳(J)想想議議①導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián),為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱?②點(diǎn)亮的白熾燈泡過(guò)一會(huì)兒會(huì)燙手,說(shuō)明什么?
導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課③小明的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè),不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè),電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi),很高興,可是用手一摸電視機(jī)的后蓋就知道,小明剛看過(guò)電視。你知道他爸爸是根據(jù)什么判斷的嗎?通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),你就明白了。
第4節(jié)焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)一、電流的熱效應(yīng)二、焦耳定律三、電熱的利用和防止四、課堂總結(jié)五、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理六、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第4節(jié)焦耳定律(1)尋找以下用電器的共同特點(diǎn)電熱毯、電水壺、電飯煲、烤箱等。分析:用電器工作時(shí)都要消耗電能,都會(huì)發(fā)熱,在這個(gè)過(guò)程中,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(2)電流的熱效應(yīng)
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。1.電流的熱效應(yīng)【提出問(wèn)題】電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?【猜想及其依據(jù)】(1)可能與通過(guò)導(dǎo)體的電流有關(guān)。因?yàn)閷?dǎo)體在通入電流時(shí)才會(huì)發(fā)熱,所以電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟電流有關(guān);(2)可能與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)接入電路,電流是相同的,電熨斗熱的溫度高,而導(dǎo)線幾乎不熱,電流產(chǎn)生的熱可能與電阻有關(guān)。(3)可能與通電時(shí)間有關(guān)。由生活經(jīng)驗(yàn)可知,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量也會(huì)越多。2.探究影響電流的熱效應(yīng)的因素(1)實(shí)驗(yàn)裝置介紹(焦耳定律演示器)透明的塑料容器內(nèi)部密閉著等量的空氣;容器內(nèi)部的空氣與U形管一端相連通。容器中各有一段電阻絲,兩個(gè)容器里的電阻絲串聯(lián)在一起接入電路。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(2)實(shí)驗(yàn)原理如圖所示,兩個(gè)透明容器中密封著空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣的體積變化。同時(shí)使用兩個(gè)密閉容器時(shí),哪一側(cè)U型管中液柱出現(xiàn)的高度差大,表明哪一側(cè)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。加熱前加熱時(shí)Δh右Δh左液面相平(3)研究方法①控制變量法:在探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系時(shí),每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制兩個(gè)物理量不變。
②轉(zhuǎn)換法:實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管液面的高度差來(lái)比較電流產(chǎn)生熱量的多少,這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。U形管液面的高度差越大,電流產(chǎn)生熱量越多。0.22(4)實(shí)驗(yàn)電路圖、器材如下所示:為了進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),需要改變通過(guò)兩個(gè)電阻絲的電流,所以在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器,通過(guò)移動(dòng)滑片改變電流。實(shí)驗(yàn)次數(shù)電流關(guān)系電阻大小/Ω通電時(shí)間關(guān)系U形管液面高度差⊿h
左右
左右左右左右1
相等510相等
2
大小相等相等
(5)實(shí)驗(yàn)記錄表0.28【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系將兩根阻值不等的電阻絲串聯(lián)接入電路。閉合開(kāi)關(guān),通電一段時(shí)間,觀察U形管液面高度差的變化。(2)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系在右方密封盒外并聯(lián)一個(gè)5Ω的電阻R3,目的是改變通過(guò)盒內(nèi)電阻的電流大小,由于R3的分流作用,因此通過(guò)兩個(gè)容器中電阻的電流不同:I1=2I2。從而研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系。閉合開(kāi)關(guān),通電一段時(shí)間后,觀察U形管液面高度差的變化。I1=2I2I1I2(3)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟時(shí)間的關(guān)系閉合開(kāi)關(guān),通電一段時(shí)間后,觀察同一個(gè)密封盒U形管液面的高度差的變化。
Δh實(shí)驗(yàn)次數(shù)電流關(guān)系電阻大小/Ω通電時(shí)間關(guān)系U形管液面高度差⊿h
左右
左右左右左右1(左圖)
相等510相等
2(右圖)
大小相等相等
【收集證據(jù)】大大小?。?)分析實(shí)驗(yàn)步驟(1)可發(fā)現(xiàn):在電流和通電時(shí)間相等的情況下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。(2)分析實(shí)驗(yàn)步驟(2)可發(fā)現(xiàn):在電阻和通電時(shí)間相等的情況下,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。(3)分析實(shí)驗(yàn)步驟(3)可知,在電流和電阻相等的情況下,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多?!痉治稣撟C
】較暗較亮0.220.28歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下,電阻越大,這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。(2)在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下,通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大,這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。(3)在電流相同、電阻相同的情況下,通電時(shí)間越長(zhǎng),這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。1.視頻演示——《電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系》2.視頻演示——《電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小紅說(shuō)她在一本書(shū)上看到用如圖所示的裝置也可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)。請(qǐng)你對(duì)該裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。該裝置中,兩個(gè)相同的燒瓶盛有質(zhì)量相同、溫度相同的同種液體;燒瓶?jī)?nèi)插有溫度計(jì),可以測(cè)量液體的溫度。燒瓶?jī)?nèi)部有兩個(gè)阻值不同的電阻絲,組成串聯(lián)電路接入電路中。通過(guò)比較燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度可以探究影響電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素?!窘涣饔懻摗竣佼?dāng)電阻絲通電后,電流產(chǎn)生熱量使煤油溫度升高,從而使溫度計(jì)示數(shù)上升,因此根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化可知電流產(chǎn)生熱量的多少。③乙圖中R1、R2兩電阻并聯(lián),甲、乙兩裝置中,電源電壓相同,乙圖中電阻R1兩端的電壓大于甲圖中電阻R1兩端的電壓,則乙圖中通過(guò)電阻R1的電流大。所以由a、c(或b、d)可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。②甲圖中R1、R2兩電阻串聯(lián),通過(guò)兩電阻的電流相等,但兩電阻的阻值不同,所以可探究電流產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系?!纠}1】如圖所示,在研究電熱與哪些因素有關(guān)的驗(yàn)中,同學(xué)們猜想電熱可能與電流大小、電阻大小以及通電時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。(1)左側(cè)密閉容器內(nèi)電阻絲阻值為5Ω,右側(cè)密閉容器外部,將一個(gè)阻值為5Ω的電阻與這個(gè)容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián),目的是使通過(guò)左右兩密閉容器內(nèi)電阻絲的______不同,右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的阻值應(yīng)為_(kāi)_____Ω,才能符合實(shí)驗(yàn)研究的要求;(2)本實(shí)驗(yàn)是研究電流的____效應(yīng);實(shí)驗(yàn)中通過(guò)U形管中液面的高度差反映密閉空氣溫度的變化,左側(cè)U形管中液面高度差大于右側(cè)U形管中液面高度差,說(shuō)明:______。
5解析見(jiàn)下頁(yè)
電流
熱
見(jiàn)解析(1)右側(cè)密閉容器內(nèi)外兩段電阻絲并聯(lián),左側(cè)電阻絲在干路上,根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知,通過(guò)左側(cè)密閉容器內(nèi)電阻絲的電流大于右側(cè)密閉容器內(nèi)電阻絲的電流,即二者電流大小不相同;兩密閉容器內(nèi)電阻絲的電流不同,目的是探究電熱與電流的關(guān)系,要控制兩電阻絲的阻值相同,左側(cè)容器內(nèi)電阻絲阻值為5Ω,那么右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的阻值應(yīng)為5Ω,才能符合實(shí)驗(yàn)研究的要求。(2)電流通過(guò)電阻絲時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)U形管中液面的高度差反映密閉空氣溫度的變化,高度差越大,說(shuō)明電阻絲產(chǎn)生熱量越多。左側(cè)U形管中液面高度差大于右側(cè)U形管中液面高度差,說(shuō)明左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量大于右側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量,可以得出結(jié)論:當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí),電流越大,產(chǎn)生的熱量越多。二、焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)二、焦耳定律三、電熱的利用和防止四、課堂總結(jié)五、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理六、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第4節(jié)焦耳定律較暗較亮0.220.281.焦耳定律英國(guó)物理學(xué)家焦耳用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體電阻、通過(guò)導(dǎo)體的電流及通電時(shí)間之間的關(guān)系,即焦耳定律。(1)內(nèi)容:
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:Q=I2Rt
0.220.28(3)公式中Q=I2Rt各量單位:I表示電流,單位是安培(A)
R表示電阻,單位是歐姆(Ω)
t表示時(shí)間,單位是秒(s)
Q表示熱量,單位是焦耳(J)1焦耳=1安2×1歐×1秒焦耳在研究熱的本質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)了熱和功之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,最終發(fā)展出熱力學(xué)第一定律。他用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn),研究熱和功的關(guān)系。即焦耳定律。詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(1818年12月24日—1889年10月11日),出生于曼徹斯特近郊的沙弗特,英國(guó)物理學(xué)家,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。人物介紹主要成就(5)物理學(xué)家——焦耳較暗0.222.推導(dǎo)焦耳定律
若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量,
即Q=W
因?yàn)殡姽=UIt
根據(jù)歐姆定律U=IR所以Q=W=UIt=I2Rt可見(jiàn),在消耗的電能全部用來(lái)產(chǎn)生熱量時(shí),根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)論與焦耳定律一致。0.220.283.電功與電熱(1)電功與電熱的區(qū)別電功是指電流通過(guò)一段電路所做的功,它的大小表示電路消耗電能的多少,也表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電熱是指電流通過(guò)一段電路做功時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分。兩者表示的意義不同,是兩個(gè)不同的概念。0.220.28(2)電功與電熱的聯(lián)系
①純電阻電路該類電路中,電流通過(guò)用電器時(shí),電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電流產(chǎn)生的熱量就等于消耗的電能,即Q=WQ放=W總=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt上述公式適用于純電阻電路。如電爐、電熱器、電熨斗等。0.220.28②非純電阻電路在該類電路中,當(dāng)電流通過(guò)用電器時(shí),電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量,只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。此時(shí)電能=內(nèi)能+機(jī)械能,所以Q<W。例如:當(dāng)電扇工作時(shí),消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能,有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能發(fā)熱。
W總=UIt=W機(jī)械能+Q熱量推導(dǎo)公式
電功電功率焦耳定律適用條件基本公式W=UItP=UIQ=I2Rt普遍適用純電阻電路
Q=W4.電功、電功率、焦耳定律計(jì)算公式及其適用范圍
較暗較亮0.28
5.想想議議
(1)你現(xiàn)在明白了嗎?電爐絲通電時(shí),為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?
因?yàn)殡姞t絲與導(dǎo)線串聯(lián),電流與通電時(shí)間相等,但是電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于電線的電阻,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同時(shí)間內(nèi),電爐絲產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量,所以電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。較暗較亮0.220.28第一種說(shuō)法,在通電時(shí)間和電壓相同的情況下,根據(jù)Q=U2t/R可知,電阻越小,產(chǎn)生的熱量越多;第二種說(shuō)法,在通電時(shí)間和電流相同的情況下,根據(jù)Q=I2Rt
可知,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。兩種說(shuō)法在各自前提下都是正確的,所以二者不矛盾。(2)額定電壓相同的燈泡,額定功率越大,電阻越小,正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多??墒前凑战苟?,電阻越大,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾,這是怎么回事?【例題2】一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端,在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?先利用歐姆定律計(jì)算出通過(guò)電阻絲的電流。I=U/R=36V/60Ω=0.6A再用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量:
Q=I2Rt=(0.6A)2×60?×5×60s=6480J【例題3】將規(guī)格都是“220V100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯,接入家庭電路中,通電時(shí)間相同,下列說(shuō)法正確的是(
)A.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量多B.電熱毯產(chǎn)生的熱量多C.二者產(chǎn)生的熱量一樣多
D.無(wú)法比較二者產(chǎn)生的熱量
①接在家庭電路中,電壓U=220V,二個(gè)用電器的實(shí)際功率:P實(shí)=P額=100W相同;②電風(fēng)扇工作時(shí),主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,產(chǎn)生的熱量很??;電熱毯工作時(shí)電熱絲把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以產(chǎn)生熱量最多的是電熱毯。
故選B。B【例題4】某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V
2A”,它的線圈電阻為5?,當(dāng)它正常工作1min后,消耗的電能為多少?線圈中產(chǎn)生的熱量為多少?如沒(méi)有其他能量的損失,則得到多少的機(jī)械能?消耗的電能為:W總=UIt=220V×2A×60s=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量為:
Q=I2Rt=(2A)2×5?×60s=1200J得到的機(jī)械能為:
W機(jī)=W總-Q=26400J-1200J=25200J三、電熱的利用和防止一、電流的熱效應(yīng)二、焦耳定律三、電熱的利用和防止四、課堂總結(jié)五、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理六、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第4節(jié)焦耳定律較亮0.221.電熱的利用電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),使導(dǎo)體只發(fā)熱的用電器是利用了電流的熱效應(yīng),這類用電器稱為電熱器,而電熱器的主要部分是發(fā)熱體。電熱器的優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生,沒(méi)有環(huán)境污染,熱效率高,還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。較亮0.220.28利用電熱孵化器孵小雞電流的熱量有時(shí)是有害的,應(yīng)該及時(shí)解決。
(1)例如我們的電腦在工作時(shí),電路元件發(fā)熱,溫度升高,會(huì)影響到電腦的穩(wěn)定性,甚至燒壞電腦CPU。人們常常采用安裝散熱窗、使用微型風(fēng)扇等方法及時(shí)散熱。2.電熱的防止散熱窗微型風(fēng)扇0.28電視機(jī)的后蓋(2)電視機(jī)散熱方法:在后蓋開(kāi)有很多孔,為了通風(fēng)散熱。(3)投影儀的散熱方法:除在側(cè)壁開(kāi)孔外,內(nèi)部還裝有電風(fēng)扇,工作時(shí)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)把熱量吹到機(jī)器外面,可以降低燈泡、機(jī)器內(nèi)部元件的溫度。散熱窗散熱風(fēng)扇【例題5】電流具有熱效應(yīng),學(xué)習(xí)了電流的熱效應(yīng)后,關(guān)于電熱的下列幾個(gè)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電熱會(huì)燒毀電器元件,引發(fā)火災(zāi),有百害而無(wú)一利B.電流通過(guò)任何用電器都或多或少地會(huì)產(chǎn)生熱量C.因?yàn)殡娏鬟^(guò)大產(chǎn)生電熱而燒壞局部電路,可用于整體電路的保護(hù)D.為防止電熱帶來(lái)的危害,要盡量減少電熱的產(chǎn)生并考慮如何加快散熱A解析見(jiàn)下頁(yè)
A.電流的熱效應(yīng)有不利的因素,如電熱會(huì)燒毀電器元器件,引發(fā)火災(zāi)。但在我們生活中和許多產(chǎn)業(yè)中都要用到電熱.如家里的電飯鍋、電熨斗,養(yǎng)雞場(chǎng)的電熱孵化器等都是利用電熱的,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.任何用電器中都有導(dǎo)線,導(dǎo)線都有電阻,當(dāng)電流經(jīng)過(guò)電阻時(shí),就會(huì)產(chǎn)生熱量,所以選項(xiàng)B的說(shuō)法是正確的;C.保險(xiǎn)絲是用電阻率大而熔點(diǎn)低的材料制成的,當(dāng)電流過(guò)大時(shí),它由于溫度升高而熔斷,切斷電路,起保護(hù)作用,所以選項(xiàng)C正確;D.為防止電熱帶來(lái)的危害,要盡量減少電熱的產(chǎn)生并考慮如何加快散熱,目的是為了防止由于溫度過(guò)高而損壞用電器,選項(xiàng)D正確.故選A.四、課堂總結(jié)一、電流的熱效應(yīng)二、焦耳定律三、電熱的利用和防止四、課堂總結(jié)五、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理六、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第4節(jié)焦耳定律
電流的熱效應(yīng)焦耳定律電熱的利用和防止焦耳定律五、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理一、電流的熱效應(yīng)二、焦耳定律三、電熱的利用和防止四、課堂總結(jié)五、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理六、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第4節(jié)焦耳定律
1.某導(dǎo)體的電阻是2Ω,通過(guò)2A的電流時(shí),1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量?用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量:
Q=I2Rt=(2A)2×2?×1×60s=480J2.一只額定功率是450W的電飯鍋,在額定電壓下使用,每分鐘產(chǎn)生多少熱量?Q=W=Pt=450W×60s=2.7×104J3.一只電烙鐵的額定電壓是220V,在額定電壓下工作時(shí)的電阻是1210Ω,它的額定功率有多大?在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量?
4.某校師生自制了一臺(tái)電烘箱。電烘箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí),每分鐘可產(chǎn)生6.6×104J的熱量。求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻.電烘箱的電功率P=W/t=6.6×104J/60s=1100W電阻絲工作時(shí)的電阻,根據(jù)P=UI=I2R
5.電流的熱效應(yīng)有時(shí)對(duì)我們有益,我們利用它;有時(shí)對(duì)我們有害,需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱,或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。(1)列舉兩個(gè)生活或生產(chǎn)中利用電流熱效應(yīng)的實(shí)例;(2)列舉兩個(gè)生活和生產(chǎn)中為防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害而采取的措施。(1)電暖器、電烙鐵、電飯鍋都是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的,把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(2)電視機(jī)、計(jì)算機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量是有害的,電視機(jī)外殼的散熱窗、計(jì)算機(jī)的散熱風(fēng)扇可以散失熱量,防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量帶來(lái)的危害。6.在家庭電路中,有時(shí)導(dǎo)線長(zhǎng)度不夠,需要把兩根連接起來(lái),而連接處往往比別處更容易發(fā)熱,加速老化,甚至引起火災(zāi)。這是為什么?在家庭電路中,導(dǎo)線相互連接處若接觸不良,該處的電阻較大,因?yàn)閷?dǎo)線連接處與導(dǎo)線串聯(lián)在電路中,通過(guò)的電流相等、通電時(shí)間相等,由Q=I2Rt可知連接處產(chǎn)生的熱量較多,往往比別處更容易發(fā)熱,加速老化,甚至引起火災(zāi)。六、課堂練習(xí)一、電流的熱效應(yīng)二、焦耳定律三、電熱的利用和防止四、課堂總結(jié)五、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理六、課堂練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)流程第4節(jié)焦耳定律1.將電能輸送到幾百千米之外的用戶,在輸電線上會(huì)有能量的損耗,這主要是由于電流的______效應(yīng)引起的。某段輸電線路的總電阻為0.5Ω,輸送電流為100A,每輸電1min,這段線路便會(huì)損耗______J的電能。由于輸電線有電阻,電流通過(guò)導(dǎo)體一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,造成電能的損耗,這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。
根據(jù)焦耳定律可得,這段電路損耗的電能為Q=I2Rt=(100A)2×0.5?×1×60s=3×105J熱3×1052.如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置,兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面的高度的變化反應(yīng)密閉空氣溫度的變化,下列說(shuō)法正確的是()C
A.該實(shí)驗(yàn)裝置是為了探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系B.將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后,就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C.通電一段時(shí)間后,左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大D.該實(shí)驗(yàn)裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來(lái)反映電阻絲放出熱量的多少的解析見(jiàn)下頁(yè)A.圖中容器中的電阻阻值相同,通過(guò)兩個(gè)電阻的電流不同,所以該實(shí)驗(yàn)裝置是為了探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,故A錯(cuò)誤;B.將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后,則兩個(gè)容器中的電阻阻值不同,通過(guò)兩個(gè)電阻的電流也不同,所以不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.圖中容器中的電阻阻值相同,通過(guò)左邊容器中電阻的電流大于通過(guò)右邊容器中電阻的電流,由Q=I2Rt可知,通電一段時(shí)間后,左邊容器中電阻產(chǎn)生的熱量大于右邊容器中電阻產(chǎn)生的熱量,所以左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大,故C正確;D.該實(shí)驗(yàn)裝置中U形管中液體的的高度差反映電阻絲放出熱量的多少的,故D錯(cuò)誤。故選C。(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察_________________來(lái)比較電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少;(2)采用圖乙中的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟電流是否有關(guān)”時(shí),右邊透明容器中應(yīng)該選用阻值為_(kāi)___Ω的電爐絲;(3)電爐絲通過(guò)導(dǎo)線接到電路里,電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱的
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