四 电流的热效应

1、四 电流的热效应1.1.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系；电时间的定性关系；2.2.掌握焦耳定律的内容及其数学表达式；掌握焦耳定律的内容及其数学表达式；3.3.了解电功与电热的关系。了解电功与电热的关系。4 4. .了解了解导体产生热量的应用、危害及防止导体产生热量的应用、危害及防止。电油炸锅电油炸锅电饭煲电饭煲电熨斗电熨斗电取暖器电取暖器电烤箱电烤箱电热水器电热水器消毒柜消毒柜电烙铁电烙铁电热水壶电热水壶电热毯电热毯孵化器孵化器电热驱蚊器电热驱蚊器这些常见家用电器的共同特点这些常见家用电器的共同特点?1.1.电流通过各种

2、用电器时，温度都会升高，电流通过各种用电器时，温度都会升高，这种现象叫做这种现象叫做电流的热效应电流的热效应。2.2.利用电流的热效应工作的电器叫做利用电流的热效应工作的电器叫做电热器电热器。 能量转化（电能能量转化（电能内能）内能）3.3.电热器的主要组成部分是发热体，发热体电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由是由电阻率大、熔点高电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。料上制成的。转化转化电流的热效应与哪些因素有关？电流的热效应与哪些因素有关？想一想想一想8电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？首先焦耳猜测首先焦耳猜测

3、电流电流I I、电阻、电阻R R、时间、时间t t三者对三者对电流产生的热量电流产生的热量Q Q的多少有影响，然后对电的多少有影响，然后对电流流I I、电阻、电阻R R、时间、时间t t三者进行探究。三者进行探究。控制电流控制电流I I、时间、时间t t相同相同: :研究电研究电阻阻R R变化变化 对电热对电热Q Q的影响的影响控制电阻控制电阻R R、时间、时间t t相同相同: :研究电研究电流流I I变化变化 对电热对电热Q Q的影响的影响控制电阻控制电阻R R、电流、电流I I相同相同: :研究时研究时间间t t变化变化 对电热对电热Q Q的影响的影响控控制制变变量量法法探究实验用什么物理

4、方法？探究实验用什么物理方法？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？既看不既看不见也摸见也摸不着的不着的科学量科学量既看得见既看得见也能测量也能测量的科学量的科学量转化转化转化转化让电流产生的热让电流产生的热量被量被液体液体吸收，吸收，液体温度升高，液体温度升高，通过通过观察观察温度计温度计测量出液体温度测量出液体温度的高低，来比较的高低，来比较电流产生量的不电流产生量的不同。同。转换法转换法控制电流控制电流I I、时间、时间t t相同相同: :研究电阻研究电阻R R变化变化对电热对电热Q Q的影响的影响欧

5、姆欧姆欧姆欧姆结论：结论：在电流在电流I I和通电时间和通电时间t t相同时，电流产生相同时，电流产生热量多少与导体的电阻大小有关，并且电阻热量多少与导体的电阻大小有关，并且电阻越大电流产生热量越多。越大电流产生热量越多。控制电阻控制电阻R R、时间、时间t t相同相同: :研究电流研究电流I I变化变化对电热对电热Q Q的影响的影响结论：结论：在电阻和通电时间在电阻和通电时间t t相同时，电流产生相同时，电流产生热量多少与通过导体的电流大小有关，并且热量多少与通过导体的电流大小有关，并且电流越大电流产生热量越多。电流越大电流产生热量越多。1欧姆欧姆0相同时间内通过相同时间内通过的的电流为，移

6、动电流为，移动0 0的的滑片滑片, ,使通过使通过电流电流为为0.50.5。比较。比较两两次所产热的多少次所产热的多少控制电阻控制电阻R R、电流、电流I I相同相同: :研究通电时间研究通电时间t t变化变化 对电对电热热Q Q的影响的影响结论：结论：在电阻和电流相同时，电流产生热量多少与通电在电阻和电流相同时，电流产生热量多少与通电时间时间t t长短有关，并且通电时间长短有关，并且通电时间t t越长电流产生热量越多。越长电流产生热量越多。通电一分钟产热多通电一分钟产热多少与少与通电十分钟产通电十分钟产热多少进行比较热多少进行比较欧姆欧姆欧姆欧姆电流通过导体所产生的热量与导体的电阻电流通过导

7、体所产生的热量与导体的电阻大小成正比，与电流的平方成正比，与通大小成正比，与电流的平方成正比，与通电时间成正比。电时间成正比。焦耳定律焦耳定律( (t t) )总结论总结论焦耳（焦耳（1818181818891889），），英国物理学家。英国物理学家。1818 1818 年年 1212月月2424日生于曼彻斯特日生于曼彻斯特附近的索尔福德，附近的索尔福德，18891889年年1010月月1111日卒于塞尔。日卒于塞尔。焦耳定律的发现者焦耳定律的发现者焦耳定律的理论推导焦耳定律的理论推导RtIRtUW22RIRUP22PtUItRtUQW2PtUItWUIP RtIQ2优点：优点：清洁、无污染、

8、热效率高，便于控制和清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节调节等优点等优点缺点：浪费电能，电线老化缺点：浪费电能，电线老化, ,影响用电器使用影响用电器使用寿命寿命. .电流的热效应有什么利和弊？电流的热效应有什么利和弊？问题问题1. 1. 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么什么? ?灯泡的电阻比电线灯泡的电阻比电线大得多，产生的热大得多，产生的热量更多。量更多。问题问题2. 2. 假如

9、在照明电路中接入大功率的电炉，电线将假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？火灾。这又是为什么？大功率用电器大功率用电器的电流过大，的电流过大，引起导线发热引起导线发热过多。过多。问题问题3.3.电路中负荷过大有什么危险？为什么？电路中负荷过大有什么危险？为什么？电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按Q=IQ=I2 2RtRt计计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。v导线上的热损耗应尽量减少导线上的热损耗应尽量减少v家用导

10、线一般用电阻率很小的铜导线。家用导线一般用电阻率很小的铜导线。v高压导线又都是采用升高电压减少电高压导线又都是采用升高电压减少电 流的方法来减少热损耗。流的方法来减少热损耗。v预计未来导线可用超导体从而避免电预计未来导线可用超导体从而避免电 流在导线上的热损耗。流在导线上的热损耗。无用的电流热效应应尽量减少无用的电流热效应应尽量减少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，电阻上消耗的电能是上消耗的电能是_,_,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，电阻上

11、产生的热量为热量为600J.600J.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，电阻上消耗的电能是是4.54.510104 4J,J,则通过电阻的电流是则通过电阻的电流是_._.600J600J600J600J50501.37A1.37A5.5.两个电热器的电阻之比为两个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

12、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2160J.2160J.10106.6.当当0.20.2安的电流通过一金属线时产生的热量为安的电流通过一金属线时产生的热量为Q Q1 1，若，若使通过的电流增加到使通过的电流增加到0.40.4安时，在相同的时间内产生安时，在相同的时间内产生的热量为的热量为Q Q2 2，那么，那么Q Q2 2是是Q Q1 1的的( ( ) )A.2A.2倍倍 B.4B.4倍倍 C.0.25C.0.25倍倍 D.0.5D.0.5倍倍B B一个电热杯正常工作时的电压为220V，其额定功率为900W，此电热杯正常工作2s消耗的电能是多少？1min内产生的热量是多少？作业作业教材教材80页页第二小题第二小题1.1.电流的热效应：电流的热效应：电流通过各种用电器时，电流通过各