选修1-1电流的热效应

1、第四节 科学探究：电流的热效应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一、电流的热效应一、电流的热效应n概念概念1.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，这种现象叫做种现象叫做电流的热效应电流的热效应。电流的热效电流的热效应与哪些因应与哪些因素有关？素有关？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，说明什儿会烫手，说明什么？么？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

2、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)电流电流I I通电时间通电时间t t相同相同 大大在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻，阻值值 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通电时间通电时间t t电阻电阻R R相同相同 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电阻电阻R R电

3、流电流I I相同相同 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？既看不见也既看不见也摸不着的科摸不着的科学量学量既看得见也既看得见也能测量的科能测量的科学量学量转化转化转化转化让电流产生的热量被让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体吸收，通过观察气体的热膨胀（观察气体的热膨胀（观察玻璃导管内的水柱升玻璃导管内的水柱升降）来测量。降）来

4、测量。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 对对电热电热Q Q的影响的影响结论：结论：在电阻通过电流相同时，电流产生热量多在电阻通过电流相同时，电流产生热量多少与通电时间少与通电时间t t长短有关，并且通电时间长短有关，并且通电时间t t越长电流越长电流产生热量越多。产生热量越多。每隔一分钟记录一每隔一分钟记录一下温度计的示数下温度计的示数控制电阻控制电阻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的的影响影响结论：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

5、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。相同时间内通过相同时间内通过R R的电流为的电流为，移动，移动R R0 0的滑片的滑片, ,使通过使通过R R的电流为的电流为0.50.5。比较。比较R R两次两次所产热的多少所产热的多少控制电流控制电流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

6、流产生热量越多。越大，电流产生热量越多。n伟大的发现：伟大的发现：焦耳定律焦耳定律1841年，由英国物理学家焦耳焦耳发现。它是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。 焦耳定律焦耳定律是一个是一个实验定律实验定律，它是经，它是经过大量实验总结出来的，不是用电学公过大量实验总结出来的，不是用电学公式推导出来的，它式推导出来的，它适用于所有电路中的适用于所有电路中的发热计算发热计算。14课程内容 3. 3. 焦耳定律焦耳定律(Joule law)(Joule law) .内容：内容：电流通过导体产生的电流通过导体产生的热量热量跟跟电流的二电流的二次方次方、导体的电阻导体的电阻、通电时间通电时间成成

7、正比正比。 . 公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt 电热电热. 单位：单位： J15课 堂练习 17课 堂练习 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 kW1.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，从而而发光发光。卡卡 口口螺丝口螺丝口三、白炽灯三、白炽灯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

8、年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第践的基础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高温马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的的空气。在当年的1010月月2121日，日，这个灯泡开始点亮，持续发光这个灯泡开始点亮，持续发光4545个小时！个小时！ 19091909年，美国人柯里奇找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。钨有许多显著特点，它比其

9、他任何一种金属元素的熔点都要高钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合适不过的。是再合适不过的。 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_,_,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

10、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4.54.510104 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。10106.6.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 2是Q Q1 1的( ( ) )A.2A.2倍 B.4B.4倍 C.0.25C.0.25倍 D.0.5D.0.5倍B B1.1.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电流通过导体