初中物理电流的热效应课件

1、v1 13 3. .4 4 电流的热效应感受生活感受生活电流的热效应电流的热效应电流流过导体电流流过导体时，时，导体导体就要就要发热发热，这种现象叫做，这种现象叫做电流电流的热效应的热效应。思考？思考？产生的产生的热量热量与与哪些哪些因素因素有有关呢关呢?电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？猜想依据猜想依据烫手烫手不烫手不烫手why why ？现象:电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？根据此现象，你能提出什么问题？着火着火了！了！why why ？烫烫手手不烫不烫手手跟跟电流电流有关有关跟跟电阻电阻有关有

2、关返回返回演示实验演示实验实验方法实验方法 实验目的实验目的 研究电流通过导体产生的研究电流通过导体产生的热量热量跟哪些跟哪些因素因素有关有关 比较热量比较热量 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升液柱就会逐渐上升. .电流产生的热量越多，液面就会上升电流产生的热量越多，液面就会上升得越高得越高. .我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量的热量. . （转化法转化法）控制变量法控制变量法物

3、理学中对于物理学中对于多变量多变量问题，通常使问题，通常使其它量其它量相同，并改变其相同，并改变其中中一个量一个量的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为控制变量法控制变量法探究电流的热效应跟哪些因素有关探究电流的热效应跟哪些因素有关 返回返回演示21RR 电阻丝电阻丝1R2R 在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。探究一：产热多少与电阻大小的关系探究一：产热多少与电阻大小的关系演示电阻丝电阻丝RR 在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产的产生的热量多。生

4、的热量多。探究二：探究二：电电热多少与通电时间的关系热多少与通电时间的关系演示电阻丝电阻丝RRR 在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻相同时，电流，电流越越 大大 的产生的热量多。的产生的热量多。探究三：产热多少与电流大小的关系探究三：产热多少与电流大小的关系返回返回 利用如图所示的装置探利用如图所示的装置探究究“导体产生的热量与电阻大小的关系导体产生的热量与电阻大小的关系”两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶瓶A中的金中的金属丝属丝电阻比较小，电阻比较小，烧瓶烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大两瓶煤油中温度计可以显示比较大两瓶

5、煤油中温度计可以显示煤油的温度煤油的温度（1）根据控制变量法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质）根据控制变量法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量量 （2）实验中，发现烧瓶）实验中，发现烧瓶B中温度计的示数升高的快这表明：中温度计的示数升高的快这表明：在在 和通电时间相同的情况下，导体的电阻越和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，电流产，电流产生的热量越生的热量越 。BA电热的影响因素电热的影响因素相等相等电流电流大大多多课本实验课本实验RR研究电热与研究电热与I的关系，那么就要控制的关系，那么就要控制 和通电时间不变。所以就设计以上的电路，用了相同的和通电时间不变。所以就设计以上的

6、电路，用了相同的电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同呢？电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同呢？ 。最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越 ，电流产生的，电流产生的热量越热量越 。RR电阻电阻移动滑动变阻器的滑片移动滑动变阻器的滑片大大多多1、为什么选用煤油，而没有用水？（、为什么选用煤油，而没有用水？（ ）4、并联时、并联时,为什么两个支路中都接有滑动变阻器？为什么两个支路中都接有滑动变阻器？实验中，

7、几个重要的问题，你能回答出来吗？实验中，几个重要的问题，你能回答出来吗？3、通过什么样的连接方式可以使阻值不同的电阻丝保持相同、通过什么样的连接方式可以使阻值不同的电阻丝保持相同的电流？的电流？2、本实验电流产生热量的多少是通过什么方式来表明的？、本实验电流产生热量的多少是通过什么方式来表明的？A因为煤油有颜色便于观察因为煤油有颜色便于观察 B因为煤油有比较大的热值因为煤油有比较大的热值C因为煤油有比较小的密度因为煤油有比较小的密度 D因为煤油有比较小的比热容因为煤油有比较小的比热容D在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生

8、的热量越多越多. . 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多. . 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多多. . 123实验分析实验分析1.1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比正比，跟通电时间成正比. . 2.2.公式：公式： Q = I2Rt3.3.单位：单位：I-I-安

9、，安，R-R-欧，欧，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. .注意注意：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3 3倍倍时，它产生的热量增大到时，它产生的热量增大到 倍倍9英国物理学家焦耳做了大量的实验，于英国物理学家焦耳做了大量的实验，于18401840年最先精确地确定电流产生的热年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即量跟电流、电阻和通电时间的关系，即 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. . 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流

10、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 = U2/R t来计算热量来计算热量. .Q = W = UIt = I2Rt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 = WQ = W 注意：返回返回前面两个现象的解释前面两个现象的解释1 灯泡和导线是灯泡和导线是串联串联，灯，灯泡的电阻大比导线的电阻大泡的电阻大比导线的电阻大 干线电流等于各个支路干线电流等于各个支路的电流值和的电流值和2烫烫手手不烫不烫手手电热的应用电热的应用电电内内热效应热效应发热体发热体大大高高常见的电热的应用常见的电热的应用电炉电炉电热毯电热毯

11、热热得得快快电热水壶电热水壶电暖气电暖气电熨斗电熨斗电热的预防电热的预防计算机显示器的散热孔计算机显示器的散热孔电热的预防电热的预防计算机计算机CPU的散热风扇的散热风扇使用常识：防火灾使用常识：防火灾 - -勿将空调靠近窗帘勿将空调靠近窗帘 为了研究温度对种子发芽的为了研究温度对种子发芽的影响影响, ,课外活动小组要做一只电烘箱课外活动小组要做一只电烘箱, ,要求要求在在10min10min内产生内产生6 610104 4J J的热量的热量, ,接用的是家接用的是家庭电路庭电路, ,请计算一下这只电烘箱电热丝的请计算一下这只电烘箱电热丝的电阻是多少电阻是多少? ? 标有标有“220V 100

12、W”220V 100W”的白炽的白炽灯正常工作时灯正常工作时, ,在在1min1min内将产生多少热量内将产生多少热量? ?将消耗多少电能将消耗多少电能? ?若接在若接在55V55V的电路中呢的电路中呢? ?6、一电动机线圈的电阻为、一电动机线圈的电阻为1，线圈两端所加电压为，线圈两端所加电压为2V时，电流时，电流为为1A，电动机正常工作。，电动机正常工作。（1）电动机正常工作时的能量转化？）电动机正常工作时的能量转化？（2）电动机正常工作）电动机正常工作1min所产生的电能为多少所产生的电能为多少J？（3）电动机正常工作）电动机正常工作1min所产生的电热为多少所产生的电热为多少J？（4）电

13、动机正常工作）电动机正常工作1min所提供的机械能为多少？所提供的机械能为多少？（5）如果想让电动机的电能全部转化为内能，可以怎样实施？）如果想让电动机的电能全部转化为内能，可以怎样实施？Q=UIt【定义式】导出式：导出式：欧姆定律RUI 代换法U2RtW=对于非纯电阻电路：计算电热只有一个公式：对于非纯电阻电路：计算电热只有一个公式：Q=I2Rt 计算电能只有一个公式：计算电能只有一个公式：W=UIt 计算机械能只有一个公式：计算机械能只有一个公式：W机械机械=W-Q非纯电阻电路的电热（非纯电阻电路的电热（Q）计算：）计算：QW【电能少部分转化为内能】【电能少部分转化为内能】Q=Pt 7 7

14、、 如图所示，电源电压如图所示，电源电压220220伏，伏，R R是电烙是电烙铁，标有铁，标有“220V220V，40W”40W”字样；字样；L L是电灯泡，是电灯泡，标有标有“PZ22040”PZ22040”字样字样. .当开关当开关S S闭合时，闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是电烙铁每分钟产生的热量是_焦，当开焦，当开关关S S断开时，电烙铁的实际功率是断开时，电烙铁的实际功率是_瓦；开瓦；开关关S S断断 开后，整个电路工作开后，整个电路工作_小时消耗小时消耗1 1千千瓦时电能瓦时电能. .8、如图是一个电热毯的简化电路图，电源电、如图是一个电热毯的简化电路图，电源电压为压为220V，R

15、1是发热电阻，是发热电阻，R2是阻值为是阻值为616的分压电阻，的分压电阻，S是控制电热毯工作状态的开关。是控制电热毯工作状态的开关。S转到触点转到触点1为断开状态；为断开状态；S转到触点转到触点2为低温为低温状态；状态；S转到触点转到触点3为高温状态，此时功率为为高温状态，此时功率为100W。求：。求： （l）当开关）当开关S转到触点转到触点3时。电热毯的发热电时。电热毯的发热电阻阻R1是多少是多少？（2）当开关）当开关S转到触点转到触点2时，时，通过电路的电流是多少安？通过电路的电流是多少安？发热电阻发热电阻R1消耗的功率是消耗的功率是多少瓦特？多少瓦特？9 9、CFXBCFXB型型“22

16、0V 1100W”220V 1100W”电饭煲的原理图如图电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关刀双掷开关S S进行调节，进行调节，R R0 0为电热丝当开关为电热丝当开关S S接接高温烧煮挡时，电路的功率为高温烧煮挡时，电路的功率为1100W1100W，当开关，当开关S S接接焖饭、保温挡时，电路的总功率为焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W22W（1 1）电）电饭煲在高温烧煮挡时，开关饭煲在高温烧煮挡时，开关S S应与哪个触点连接？应与哪个触点连接？（2 2）电热丝）电热丝R R0 0的阻值多大？（的阻值多大？（3

17、3）当电饭煲在正）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min10min，电热丝，电热丝R R0 0产生的热量为多少？产生的热量为多少？ 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻日生于英国曼彻 斯特，他的父亲是一个酿酒厂主斯特，他的父亲是一个酿酒厂主. .焦耳自幼焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿了著名的化学家道尔顿. .道尔顿给予了焦耳道尔顿给予了焦耳热情的教导热情的教导. .焦耳向他虚心的学习了数学、焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础定了理论基础.1840.1840年，焦耳把环形线圈放年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温. .通过这一实验，他发现：通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比导体在一