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1、选修电流的热效应第1页，共29页，编辑于2022年，星期三电饭煲电饭煲电熨斗电熨斗电烤箱电烤箱电热水器电热水器电热水壶电热水壶电烙铁电烙铁第2页，共29页，编辑于2022年，星期三一、电流的热效应一、电流的热效应n概念概念1.电电流流流流过过导导体体时时，导导体体就就要要发发热热，这这种种现象叫做现象叫做电流的热效应电流的热效应。第3页，共29页，编辑于2022年，星期三电流的热效应电流的热效应与哪些因素有与哪些因素有关？关？导线和电熨斗串联，为什么导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不是很电熨斗很热而导线并不是很热？说明什么？热？说明什么？点亮的灯泡过一会点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明
2、什儿会烫手，说明什么？么？第4页，共29页，编辑于2022年，星期三5课程内容n2.验证猜想验证猜想设计实验，采用设计实验，采用控制变量法控制变量法 n思考？思考？产生的产生的热量热量与与哪些因素哪些因素有关呢？有关呢？I(电流)、R(电阻)、t(时间)第5页，共29页，编辑于2022年，星期三电流电流I I通电时间通电时间t t相同相同结论：结论：大大在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。热量与电阻的关系热量与电阻的关系n实验（逐个验证）实验（逐个验证）（1）热量热量与与电阻电阻的关系的关系第6页，共29页，编辑于2022年，星期三
3、通电时间通电时间t t电阻电阻R R相同相同结论：结论：在电阻、通电时间相同时，在电阻、通电时间相同时，电流电流 的电阻产生的热的电阻产生的热量多。量多。大大 热量与电流的关系热量与电流的关系（2）热量热量与与电流电流的关系的关系第7页，共29页，编辑于2022年，星期三电阻电阻R R电流电流I I相同相同结论：结论：在电阻、电流相同时在电阻、电流相同时，通电时间，通电时间 的电阻产生的热的电阻产生的热量多。量多。长长 热量与时间的关系热量与时间的关系（3）热量热量与与时间时间的关系的关系第8页，共29页，编辑于2022年，星期三电流通过导体产热电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见其中所
4、产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？也摸不着，如何测量呢？既看不见也摸既看不见也摸不着的科学量不着的科学量既看得见也能既看得见也能测量的科学量测量的科学量转化转化转化转化让电流产生的热量被气体让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体的热吸收，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃导管内的膨胀（观察玻璃导管内的水柱升降）来测量。水柱升降）来测量。第9页，共29页，编辑于2022年，星期三n伟大的发现：伟大的发现：焦耳定律焦耳定律1841年，由英国物理学家焦焦耳耳发现。它是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。焦焦耳耳定定律律是是一一个个实实验验定定律律，它它是是经经过过大大量量实实验验总总结结出出
5、来来的的，不不是是用用电电学学公公式式推推导导出出来来的的，它它适适用用于于所所有有电电路路中中的的发发热热计计算算。第13页，共29页，编辑于2022年，星期三14课程内容 3.3.焦耳定律焦耳定律(Joule law)(Joule law).内内容容：电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量跟跟电电流流的的二二次次方方、导体的电阻导体的电阻、通电时间通电时间成成正比正比。.公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt 电热电热.单位：单位：J第14页，共29页，编辑于2022年，星期三15【例题例题1 1】：某一电热器电阻丝的电阻是某一电热器电阻丝的电阻是2 2 2 2欧，当欧，当1 1
6、1 1安的电流通过安的电流通过时，时，1 1 1 1分钟产生的热量是多少焦？分钟产生的热量是多少焦？课 堂练习解：解：Q=I2Rt=12 2 60 =120J第15页，共29页，编辑于2022年，星期三电功与与电热的关系（电功与与电热的关系（W与与Q的关系）的关系）在电热器电路在电热器电路(纯电阻电路纯电阻电路)中：（电能几中：（电能几乎全部转化为乎全部转化为热热能）能）W=Q（W=UIt）=（Q=I2Rt）第16页，共29页，编辑于2022年，星期三17【例题例题2 2 2 2】：一台电动机正常工作时线圈两端的电压为一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380380380380伏，伏，线圈的电
7、阻为线圈的电阻为2 2 2 2欧欧,线圈中的电流为线圈中的电流为10101010安安,若这台电动机正常若这台电动机正常工作工作1 1 1 1秒钟，求：秒钟，求：1 1 1 1）消耗的电能）消耗的电能W W W W。2 2 2 2）产生的热量）产生的热量Q Q Q Q。课堂练习第17页，共29页，编辑于2022年，星期三分析分析分析分析已知：电动机已知：电动机已知：电动机已知：电动机 U=380V I=10A R=2 t=1s U=380V I=10A R=2 t=1s U=380V I=10A R=2 t=1s U=380V I=10A R=2 t=1s求：求：求：求：（1 1 1 1）电功电
8、功电功电功W W W W （2 2 2 2）产生的热量产生的热量产生的热量产生的热量Q Q Q Q解：解：1）WUIt 380101J 3800J 2）QI2Rt 10 22 1J 200J第18页，共29页，编辑于2022年，星期三电功与与电热的关系（电功与与电热的关系（W与与Q的关系）的关系）在电热器电路在电热器电路(纯电阻电路纯电阻电路)中：（电能几中：（电能几乎全部转化为内能）乎全部转化为内能）W=Q（W=UIt）=（Q=I2Rt）在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）大部分电能转化为机械能）W Q（UIt=I2Rt+W
9、输出输出）第19页，共29页，编辑于2022年，星期三4.4.热功率热功率(P P热热):):.内容：内容：导体在单位时间内发出的热量导体在单位时间内发出的热量.公式：公式：P P热热=Q/t=Q/t=I I2 2R R.单位单位：W 或或 kW第20页，共29页，编辑于2022年，星期三第21页，共29页，编辑于2022年，星期三1.白炽灯泡的白炽灯泡的发光原理发光原理：利用：利用电流的热效应电流的热效应，使，使通电的金属丝温度升高通电的金属丝温度升高，达到，达到白热白热，从而，从而发光发光。卡卡 口口螺丝口螺丝口三、白炽灯三、白炽灯第22页，共29页，编辑于2022年，星期三第23页，共2
10、9页，编辑于2022年，星期三爱迪生的白炽灯爱迪生的白炽灯18791879年，爱迪生在前人研究实践的基年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第一批可供实用础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻温加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的当年的1010月月2121日，这个灯泡开始点亮，日，这个灯泡开始点亮，持续发光持续发光4545个小时！个小时！19091909年，美国人柯里奇找
11、到了性能极佳的灯丝材料年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料钨。钨钨。钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合适不过的。适不过的。第24页，共29页，编辑于2022年，星期三节约用电节约用电 人人有责人人有责节能灯节能灯LED灯灯第25页，共29页，编辑于2022年，星期三1.1.一个一个2020的电阻，通过的电阻，通过0.5A0.5A的电流的电流2min2min，电阻上，电阻上消耗的电能是消耗的电能是_,_
12、,释放热量为释放热量为_。2.2.一个电阻通过一个电阻通过0.2A0.2A的电流的电流5min5min，电阻上产生的热，电阻上产生的热量为量为600J600J，这个电阻的阻值是，这个电阻的阻值是_ _。3.3.一个一个200200的电阻通电的电阻通电2min2min，电阻上消耗的电能是，电阻上消耗的电能是4.5104.5104 4J,J,则通过电阻的电流是则通过电阻的电流是_。600J600J600J600J50501.37A1.37A第26页，共29页，编辑于2022年，星期三5 5.两两个个电热器的电阻之比为电热器的电阻之比为4 43 3，通过相同的电，通过相同的电流，在相等的时间里产生的
13、热量之比为流，在相等的时间里产生的热量之比为_；若两；若两个电热器的电阻相同，通过的电流之比为个电热器的电阻相同，通过的电流之比为1 13 3，在，在相等的时间里产生的热量之比为相等的时间里产生的热量之比为_。4 43 31 19 94.4.一个一个4040的电阻，通过的电阻，通过0.3A0.3A的电流，则通电的电流，则通电_min_min释放热量为释放热量为2160J2160J。1010第27页，共29页，编辑于2022年，星期三6.6.当0.2A0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q Q1 1，若使通过的电流增加到0.4A0.4A时，在相同的时间内产生的热量为Q Q2 2，那么Q Q2
14、 2是Q Q1 1的()A.2A.2倍 B.4 B.4倍 C.0.25C.0.25倍 D.0.5 D.0.5倍B B第28页，共29页，编辑于2022年，星期三1.1.电流的热效应：电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。电流通过导体时电能转化为热能的现象。2.2.电热器：电热器：利用电流的热效应工作的用电器。利用电流的热效应工作的用电器。3.3.焦耳定律：焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟电流的二次方电流的二次方成正比，成正比，跟跟导体的电阻导体的电阻成正比，跟成正比，跟通电时间通电时间成正比。成正比。公式：公式：Q=IQ=I2 2RtRt。第29页，共29页，编辑于2022年，星期三