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1、第十六章第十六章电流做功与电功率电流做功与电功率16.416.4 实验实验探究：探究：电流热效应电流热效应（1）灯灯泡泡发发光光一一段段时时间间后后，用用手手触触摸摸灯泡有什么感觉？为什么？灯泡有什么感觉？为什么？（2）电风扇使用一段时间后，用手触）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么摸电动机部分有什么感觉？为什么?答案答案:发烫。是电流的热效应。发烫。是电流的热效应。问题问题着火了！为什么？为什么？家庭电路中使用功率过大的用电家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？器可能引起火灾，这又是为什么？电流产生的热量与电流产生的热量与哪些因素有关哪些因素有关?
2、对对同同一一电电阻阻丝丝,在在电电流流大大小小不不变变的的情情况况下下,通通电电时时间间越越长长,电电流流产产生生的的热量越多。热量越多。在在通通电电电电流流和和通通电电时时间间相相同同的的条条件件下下,电阻越大电阻越大,电流产生的热量越多。电流产生的热量越多。在电压和通电时间相同的条件下在电压和通电时间相同的条件下,电阻越大电阻越大,电流产生的热量越少。电流产生的热量越少。1231.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平平方方成成正正比比，跟跟导导体体的的电电阻阻成成正比，跟通电时间成正比。正比，跟通电时间成正比。2.公式：公式：Q=I2Rt3.单位单位：I
3、-安，安，R-欧，欧，t-秒，秒，Q-焦。焦。注意：热量跟电流的平方成正比，若注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到通过一个用电器的电流增加到3倍时，倍时，它产生的热量增大到它产生的热量增大到 倍。倍。9焦耳定律焦耳定律1.P=IU U=IRP=IU=IIR=I2R 在电流相同的情况下，电能转化成在电流相同的情况下，电能转化成热能时的功率跟导体的电阻成正比。热能时的功率跟导体的电阻成正比。即即：在在电电流流相相同同时时，电电阻阻较较大大的的导体在一定时间内产生的热较多。导体在一定时间内产生的热较多。结论：结论：2.PUI I结论：结论：在在电电压压相相同同的的情情况况下下，
4、电电能能转转化化成成热热能能时时的的功功率率跟跟导导体体的的电电阻阻成反比。成反比。即即：在在电电压压相相同同时时，电电阻阻较较大大的的导导体体在在一一定定时时间间内内产产生生的的热热量量较少。较少。P=根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。Q=W=UIt=I2Rt根据欧姆定律根据欧姆定律U=IR又又 W=UIt若电流做的功全部用来产生热量即若电流做的功全部用来产生热量即Q=W 焦耳定律适用于任何用焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。电器的热量计算。对只存在电流热效应的电路也可用对只存在电流热效应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=t来计算热量。来计算热量。非纯
5、电阻电路：非纯电阻电路：W总总Q (W总总UIt=W外外Q)注意：注意：纯电阻电路：纯电阻电路：W总总=Q放放=Pt=UIt=t=I2Rt电流热效应的利用电流热效应的利用电热的利用电热的利用电热器：电热器：利用电流来加热的设备。利用电流来加热的设备。主要部件：主要部件：发热体发热体(电阻率大、熔点高电阻率大、熔点高)应用：应用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器、电烙铁等等。电孵化器、电烙铁等等。电热的危害与防止电热的危害与防止1.焦耳焦耳定律是反映电定律是反映电流的流的 效应的规效应的规律，即律，即_转化为转化为 的规律。的规律。2.电流通过电风扇做功时电流通过电风
6、扇做功时,能转化能转化为为_能和能和_ 能，如果电流做功能，如果电流做功3.6106J,电风扇获得的机械能一定电风扇获得的机械能一定 _ 3.6106J。牛刀小试牛刀小试热热电能电能热能热能电电热热机械机械小于小于3.下列用电器正常工作时，要防止电流下列用电器正常工作时，要防止电流热效应的是热效应的是()A电灯电灯 B电视机电视机 C电饭锅电饭锅 D电熨斗电熨斗4.下列家用电器中，利用电流热效应工下列家用电器中，利用电流热效应工作的是作的是()A电风扇电风扇 B电饭锅电饭锅 C电冰箱电冰箱 D电视机电视机 BB5.电流通过导体时产生的热量跟电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的成正比，跟
7、导体的_成正比成正比,跟跟_成正比，这个规律叫做成正比，这个规律叫做焦耳焦耳定律，数字定律，数字 表达式是表达式是_.6.电热器是利用电流的电热器是利用电流的_效应制成的效应制成的,它的主要部件是它的主要部件是_.电流流过电热电流流过电热器所做的功全部用来产生器所做的功全部用来产生_.电流电流电阻电阻通电的时间通电的时间Q=I2Rt热热发热体发热体 热量热量的平方的平方7.有两根金属电阻丝，电阻分别为有两根金属电阻丝，电阻分别为5和和15，将它们串联后接在一个电源两，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电端，它们的电 压之比为压之比为_,在相同在相同的时间内产生的热量之比为的时间内产生的热量之
8、比为_;如如果将它们并联同一电源两极间果将它们并联同一电源两极间,通过它通过它们的电流之比为们的电流之比为_，在相等的，在相等的 时间时间内产生的热量之比为内产生的热量之比为_.1 31 33 13 11.一根电阻丝接在电压一根电阻丝接在电压U=5V的电源上的电源上,在在1s内产生的热量是内产生的热量是2J，要让该电阻，要让该电阻(其电阻大其电阻大 小恒定不变小恒定不变)产生产生8J的热量，的热量，可采用的办法是可采用的办法是()A.使电源电压变为使电源电压变为10V,通电时间仍为通电时间仍为1SB.使电源电压仍为使电源电压仍为5V,通电时间变为通电时间变为2SC.使电源电压变为使电源电压变为
9、20V,通电时间变为通电时间变为 SD.使电源电压变为使电源电压变为10V,通电时间变为通电时间变为2SA课时练习课时练习2.有一种家用电熨斗的规格为有一种家用电熨斗的规格为“220V，300W”，这种电熨斗，这种电熨斗内部的电热丝的电阻是多少内部的电热丝的电阻是多少?如如 在额定电压下工作，在额定电压下工作，1min内产内产生的热量是多少生的热量是多少?【答案答案】161.3，1.8104J典型例题解析典型例题解析【例例1】用电炉烧水时，电炉丝热得用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热，这是为什么怎么热，这是为什么?电炉的电阻丝和铜导线
10、是串联在同一电电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的路中的,所以通过的电流是相同的所以通过的电流是相同的,时间也时间也是相同的是相同的,根据焦耳定律根据焦耳定律Q=I2Rt可知可知,当两当两导体中电流和通电时间均相同时导体中电流和通电时间均相同时,电流产生电流产生的热量与导体的电阻成正比的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电阻丝的电阻比铜导线的电 阻大得多阻大得多,所以电所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多炉丝产生的热量比铜导线要大得多.【例例2】一台电动机正常工作时线一台电动机正常工作时线圈两端的电压为圈两端的电压为380V，线圈的电，线圈的电阻为阻为2，
11、通过线圈的电流为，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，一秒钟这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为消耗的电能为_J，产生的热量，产生的热量为为 J.3800200【例例3】在如图所示的电路的方框内有一种发在如图所示的电路的方框内有一种发热装置热装置,它是由三段阻它是由三段阻 值相同的电热丝组成值相同的电热丝组成,这个发热装置的电路与方框外的电路相连接这个发热装置的电路与方框外的电路相连接.当开关当开关S掷到掷到A点时点时 为高温为高温,掷到掷到B点时为低点时为低温温(电源电压不变电源电压不变),且在相同时间内且在相同时间内,高温时高温时产生的热量是低产生的热量是低 温时产生的热量的
12、温时产生的热量的2倍倍,试在试在方框内画出它的电路图方框内画出它的电路图.1.一个标有一个标有“220V，500W”字样的电加字样的电加热器热器(俗称俗称“热得快热得快”),正常工作正常工作20min产生的热量为产生的热量为_J.假若电加假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收热器放出的这些热量全部被水吸收,在在标准大气压下标准大气压下 _(填填“能能”或或“不能不能”)将质量为将质量为2kg 20的水加热至沸腾的水加热至沸腾.2.阻值为阻值为R的电热丝接到电压不变的电的电热丝接到电压不变的电源上，源上，3分钟可以使一杯水烧开，现换分钟可以使一杯水烧开，现换用阻值为用阻值为2R的电阻，再接到此电
13、源上的电阻，再接到此电源上,_分钟可以使同样的一杯水烧开分钟可以使同样的一杯水烧开.不能不能610563.如图所示如图所示,电源电压电源电压220伏伏,R是电烙是电烙铁铁,标有标有“220V，40W”字样；字样；L是电灯是电灯泡泡,标有标有“PZ22040”字样字样.当开关当开关S闭闭合时合时,电烙铁每分钟产生的热量是电烙铁每分钟产生的热量是_J,当开关当开关S断开时断开时,电烙铁的电烙铁的实际功率是实际功率是_瓦瓦;开关开关S断开后断开后,整个电整个电路工作路工作 h消耗消耗1kW电能电能.502.4103104.如图所示，如图所示，a、b相同容器中分别装相同容器中分别装有相同质量的水有相同
14、质量的水,水中的电阻丝的阻值水中的电阻丝的阻值分别为分别为R1和和R2，且，且R1R2，则闭分开，则闭分开关关S后，后，a、b容器中水温上容器中水温上 升较快的升较快的是是()A.a容器中的水容器中的水B.b容器中的水容器中的水C.a、b容器中的水温容器中的水温上升的快慢一样上升的快慢一样D.无法判断无法判断B课堂小结课堂小结1.电热与电阻的关系电热与电阻的关系（1）电流相等时，在一定时间内，导）电流相等时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成正比。体产生的热量跟电阻成正比。（2）电压相等时，在一定时间内，导）电压相等时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成反比。体产生的热量跟电阻成反比。2.电热的应用和控制电热的应用和控制（1）焦耳定律）焦耳定律（2）电热的应用和控制）电热的应用和控制Q=I2Rt