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1、第十六章 电流做功与电功率第四节第四节 科学探究：电流的热效应科学探究：电流的热效应电流的效应：电流通过导体时产生的现象电流的效应：电流通过导体时产生的现象电流的电流的热效应热效应电流的电流的磁效应磁效应电流的电流的化学效应化学效应电饭锅，电饭锅，电热毯，电热毯，灯泡灯泡电磁铁，电磁铁，电磁起重机电磁起重机电解槽电解槽观察与发现电流的热效应电流的热效应:导体通电发热将导体通电发热将电能电能转化为转化为内能内能的现象的现象 周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，
2、很高兴。可是，爸爸作业，电视机也没打开，很高兴。可是，爸爸 后就发现，小明刚看后就发现，小明刚看过电视。过电视。用手摸一摸电视机后盖用手摸一摸电视机后盖生活趣味生活趣味实验探究:电流产生的热量与哪些因素有关?想想议议：想想议议：1 电炉丝和导线都是通电的，为电炉丝和导线都是通电的，为什么电炉丝热得发红，而导线却几什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热乎不发热?猜想与假设：猜想与假设：电流电流电阻电阻通电时间通电时间 2 2 感受一下电取暖器换挡取暖感受一下电取暖器换挡取暖,同一个发热丝为什么发热不同同一个发热丝为什么发热不同?控制变量法控制变量法思考：怎么判断电流产生的热量的多少在不计热量损失
3、，以及液体在不计热量损失，以及液体种类和质量一定种类和质量一定的情况下的情况下通过通过温度计示数的升高量温度计示数的升高量的高低的高低来来表示电流产生的表示电流产生的热量的多少热量的多少转换法在不计能量损失时：在不计能量损失时：电阻丝通电后放出的热量电阻丝通电后放出的热量Q放放=煤油吸收的热量煤油吸收的热量Q吸吸=c煤油煤油m煤油煤油t煤油煤油闭合开关，延长通电时闭合开关，延长通电时间，观察温度计示数的间，观察温度计示数的升高量升高量实验一实验一:探究电流产生的热量与探究电流产生的热量与通电时间通电时间的关系。的关系。实验方案：实验方案：控制控制电流电流和和电阻电阻相同，相同，改变通电时间，比
4、较改变通电时间，比较产生的热量。产生的热量。结论：结论：在电流和导体在电流和导体电阻都相同时，通电电阻都相同时，通电时间时间越长，电流产生越长，电流产生的热量越多。的热量越多。I=1A时间时间t/min0246810 12温度温度t/20 30 40506070 80闭合开关，调节滑动变闭合开关，调节滑动变阻器阻器,改变电流改变电流,观察温度观察温度计示数的升高量计示数的升高量实验二实验二:探究电流产生的热量与探究电流产生的热量与电流电流大小的关系。大小的关系。实验方案：实验方案：控制控制电阻电阻和通电和通电时时间间相同，比较相同，比较不同不同电流电流产生的热量。产生的热量。结论：在导体电阻和
5、通结论：在导体电阻和通电时间都相同时，通过电时间都相同时，通过导体的导体的电流电流越大越大，电流电流产生的热量越多。产生的热量越多。时间时间t/min024681012I1=1A温度温度t1/20304050607080I2=1.2A温度温度t2/203550658095110实验三实验三:探究电流产生的热量与探究电流产生的热量与电阻电阻的关系。的关系。闭合开关，闭合开关，观察温度计观察温度计实验方案：实验方案：控制控制电流电流和和通电通电时间时间相相同，改变同，改变电电阻阻，比较，比较产产生的热量。生的热量。电阻电阻R1电阻电阻R2煤油煤油由由Q Q电阻放电阻放=Q=Q煤油吸煤油吸=c=c煤
6、油煤油m m煤油煤油tt煤油煤油，若想通过，若想通过tt煤油煤油大小大小表示表示Q Q电阻放电阻放，应控制，应控制 相同，若想通过相同，若想通过煤煤油末温油末温大小表示大小表示Q Q电阻放电阻放，还应控制，还应控制 相同相同c煤油，煤油，m煤油煤油煤油初温煤油初温10结论：结论：在电流和在电流和通电时间都相同通电时间都相同时，导体时，导体电阻电阻越越大，电流产生的大，电流产生的热量越多。热量越多。时间时间t/min024681012R1=10温度温度tR1/20304050607080R2=15温度温度tR2/203550658095110科学家焦耳焦耳（焦耳（James Prescott J
7、oule，18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用近近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验，多次实验，研究热和电功的关系。通过大量的研究热和电功的关系。通过大量的实验，于实验，于 1840 年最先精确地确定了年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的电时间的定量定量关系关系-焦耳定律焦耳定律。焦耳定律1内容：电流通过导体产生的内容：电流通过导体产生的热量热量跟跟电流电流的二的二次方成正比，跟导体的次方成正比，跟导体的电阻电阻成正比，跟成正比，跟通电时间通电时间成正比。成正比。2公式：公式：Q=I2Rt单位的统一：单位的统
8、一：电流电流I安培（安培（A）、电阻）、电阻R欧姆（欧姆（）、）、时间时间t秒（秒（s），则热量），则热量Q焦耳（焦耳（J）。）。实验式，适用于任何电路实验式，适用于任何电路纯电阻电路与非纯电阻电路1.纯电阻电路纯电阻电路(1)电路中只有电阻（只发生电流的热效应），电电路中只有电阻（只发生电流的热效应），电能全部转化为内能能全部转化为内能 W=Q(2)欧姆定律成立欧姆定律成立 W=UIt 2.非纯电阻电路非纯电阻电路(1)电路中除了有电阻，还有其他功能（效应）的电路中除了有电阻，还有其他功能（效应）的元件，电能一部分转化为内能元件，电能一部分转化为内能 WQ(2)欧姆定律不成立欧姆定律不成立
9、W=UIt =I2Rt=(U2/R)t=Q实验式实验式根据欧姆定律推导出根据欧姆定律推导出 Q=I2Rt实验式实验式例题：一根例题：一根6060的电阻丝接在的电阻丝接在36V36V的电源的电源上上,在在5min5min内能产生多少焦耳的热量？内能产生多少焦耳的热量？解解：答：电阻丝产生的热量为答：电阻丝产生的热量为6480J6480J。纯电阻电路纯电阻电路=6480J例例2 2：一个电风扇内部线圈的电阻为：一个电风扇内部线圈的电阻为1010，接在，接在家庭电路中，通过它的电流为家庭电路中，通过它的电流为1A,1A,它消耗电它消耗电能的功率为多少？它因发热而损失的功率为能的功率为多少？它因发热而
10、损失的功率为多少？它对外做机械功的功率为多少？多少？它对外做机械功的功率为多少？解解：非纯电阻电路非纯电阻电路电流的热效应在生活中的应用与防护电流的热效应在生活中的应用：电水壶电水壶电取暖器电取暖器电熨斗电熨斗电饭煲电饭煲l“电热器电热器”：利用电流的热效应工作的电器。：利用电流的热效应工作的电器。发热体：电热器内部通电发热的部位。发热体：电热器内部通电发热的部位。电流的热效应在生活中的防护：“电热”的防护：电视机电视机-散热窗孔散热窗孔电脑电脑-散热风扇散热风扇-超导时代的梦想超导时代的梦想!19课堂总结：u通过本节课的学习，你有哪些收获？l知识点：1、电流的热效应。2、电流产生的热量跟电流、电阻和 通电时间有关。焦耳定律：Q=I2Rt3、电流的热效应有利也有弊。l实验探究方法：控制变量法、转换法。u布置作业：本节课后作业1、2、3、4.涛声依旧音乐欣赏：实验探究电流产生的热量有哪些因素