第四節(jié)-科學(xué)探究：電流的熱效1應(yīng)

第十六章

電流做功與電功率第四節(jié)

科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)

、

焦耳定律課后作業(yè)逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)當(dāng)堂檢測(cè)知1－導(dǎo)1知識(shí)點(diǎn)電流的熱效應(yīng)電熱水壺電飯煲電熨斗電烤箱電取暖器電熱水器提出問(wèn)題：這些常見(jiàn)家用電器的共同特點(diǎn)：都是利用電流通過(guò)導(dǎo)體要發(fā)熱（電能轉(zhuǎn)化為熱能）的原理制成的。知1－導(dǎo)

1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象叫作電

流的熱效應(yīng)。2.利用電流的熱效應(yīng)工作的電器叫作電熱器。3.電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由

電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制

成的?！纠?】如圖所示，下列常見(jiàn)電器中不是利用電流熱效應(yīng)

工作的是(

)【解析】

凡是利用電流的熱效應(yīng)工作的用電器都屬于電熱器。電爐、電飯鍋和電熨斗都是電熱器，工作時(shí)都將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電動(dòng)機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是電熱器。B

電流通過(guò)導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生熱量，但對(duì)于不同的電路，消耗相同電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是不同的，如電爐等電熱器，可以認(rèn)為電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但對(duì)于電冰箱、電風(fēng)扇等用電器，只有少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。1.(2015·濰坊)下列圖中所示的家用電器，利用電

流的熱效應(yīng)工作的是(

)知1－練來(lái)源《典中點(diǎn)》知2－導(dǎo)2知識(shí)點(diǎn)焦耳定律點(diǎn)亮的燈泡過(guò)一會(huì)兒會(huì)燙手，說(shuō)明什么？導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不是很熱？說(shuō)明什么？問(wèn)

題（一）電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？可能與通電時(shí)間有關(guān)可能與導(dǎo)體的電阻有關(guān)可能與電流的大小有關(guān)猜想:進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)：1.保持R、I一定，探究Q與t的關(guān)系

連接好如圖所示的電路，

閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)時(shí)間越長(zhǎng)，

玻璃管內(nèi)液柱上升越多。說(shuō)明：電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間有關(guān)。注意：實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生的熱量不能直接測(cè)出，我們用玻璃管內(nèi)液柱上升的高度來(lái)表示電流產(chǎn)生熱量的大小。這種方法叫轉(zhuǎn)換法。2.保持I、t一定，探究Q與R的關(guān)系連接好如圖所示的電路，使甲乙兩瓶中電阻絲串聯(lián)，保持電流相等。閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)相等時(shí)間內(nèi)，乙瓶玻璃管內(nèi)液柱上升越多。3.保持R、t一定，探究Q與I的關(guān)系連接好如圖所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流等于I時(shí)記下1分鐘玻璃管內(nèi)液柱上升的高度。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，使液柱回到原來(lái)的位置。重新閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流等于2I時(shí)記下1分鐘玻璃管內(nèi)液柱上升的高度。發(fā)現(xiàn)電流越大，玻璃管內(nèi)液柱上升越多。探究：電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)鼠標(biāo)點(diǎn)擊左側(cè)播放實(shí)驗(yàn)思考：電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，那么它們之間存在怎樣的定量關(guān)系呢？問(wèn)

題（二）大量實(shí)驗(yàn)證明：1.電流通過(guò)導(dǎo)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，與通電時(shí)間成正比。

這就是焦耳定律。

數(shù)學(xué)表達(dá)式：Ｑ＝Ｉ２Ｒt

其中：電流的單位是A,電阻的單位是Ω，時(shí)間的單

位是s，這樣電熱的單位是J。2.（1）在純電阻電路(電熱器電路)中：W=Q

Q=W=I2Rt=U2t/R=UIt

（2）在非純電阻電路中，W=UIt

求得的是總消耗

的電能；

Q=I2Rt

公式求得的是在總電能中

部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量。即：W>Q問(wèn)

題（三）

燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)燙，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么?答案：燈泡的電阻比電線的大得多，產(chǎn)生的熱量更多。問(wèn)

題（四）假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將明顯發(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？答案：大功率用電器的電流過(guò)大，引起導(dǎo)線發(fā)熱過(guò)多。1.電流的熱效應(yīng)：

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象。2.電熱器：利用電流的熱效應(yīng)工作的用電器。3.焦耳定律：

電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，

跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。

公式：Q=I2Rt。一電熱器電阻絲的電阻為120Ω，接在220V的電路中，

通電15min產(chǎn)生

J的熱量

來(lái)源《教材》在相等的時(shí)間內(nèi)，電熱絲甲比電熱絲乙放出的熱

量

多，則（）。A.甲的電阻一定比乙的電阻大B.甲兩端的電壓一定比乙兩端的電莊大C.甲消耗的電功率一定比乙消耗的電功率大D.通過(guò)甲的電流一定比通過(guò)乙的電流大來(lái)源《教材》4.某導(dǎo)體電阻為20Ω,通電1min產(chǎn)生的熱量是4800J。求:

(1)通過(guò)它的電流為多少？

(2)當(dāng)通過(guò)它的電流增大1倍時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的

熱量是多少？3.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電壓是220V，其電阻是1Ω。正常

工作時(shí)，通過(guò)的電流為5A，則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的

功率為（）A.48400W B.25WC.1100W D.1075W來(lái)源《教材》來(lái)源《教材》5．(中考·西寧)如果電視機(jī)、電烙鐵和電風(fēng)扇上都

標(biāo)有“220V

60W”的字樣，它們都在額定電壓

下工作相同的時(shí)間，三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量

是(

)A．電視機(jī)最多B．電烙鐵最多C．電風(fēng)扇最多D．一樣多來(lái)源《典中點(diǎn)》6．(中考·樂(lè)山)下列關(guān)于如圖所示實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的

是(

)來(lái)源《典中點(diǎn)》A．該實(shí)驗(yàn)研究的是電流的熱效應(yīng)B．實(shí)驗(yàn)中采用串聯(lián)，是為了控制

電流和通電時(shí)間相等C．觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：在其他條件相同時(shí)，電

阻越大產(chǎn)生的熱量越少D．該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)比較升高的溫度來(lái)得出結(jié)論的7．(中考·東營(yíng))熱熔膠在

室溫下為固體，加熱

變?yōu)檩^強(qiáng)黏性的液體，冷卻后，

將物體牢牢地粘在一起，如圖是熱熔膠槍

的外形，在槍嘴內(nèi)有電熱絲，電熱絲的電阻

是1000Ω，通過(guò)的電流是0.2A時(shí)，