资料简介
第十六章 电流做功与电功率第4节 科学探究:电流的热效应
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作业,电视机也没打开,很高兴,可是用手一摸电视机的后盖就发现,小明刚看过电视.你知道他爸爸是根据什么判断的吗?新课引入
学习目标1.认识到电能可以转化为热能,了解电热的应用.2.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.3.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用.新课目标
电油炸锅电饭煲电熨斗这些用电器通电后,都伴有热现象,这是为什么呢?电流通过导体时电能转化为内能的现象叫作电流的热效应.新课讲解电流的热效应一
电烤箱电烙铁电热水壶生活中利用电流热效应的用电器
优点:清洁、无污染、热效率高,便于控制和调节等.缺点:浪费电能,造成电线老化,影响用电器使用寿命.电流的热效应有什么利和弊?
灯泡通电后,在刚开始通电不是很热,可过了一会就很热,为什么?导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红而导线并不很热?电饭锅通电后为什么必须按下加热(煮饭)按钮开关才能煮熟饭?影响电热大小的因素二
电流通过导体产生的热量可能与哪些因素有关?(1)可能与通电时间有关,因为通电时间越长,用电器产生的热量越多;(2)可能与电阻有关,因为电炉丝发热,而跟电炉丝相连的铜导线却不太热;(3)可能跟电流有关,因为常听说,电流大容易引发火灾.
(1)如图所示,控制电阻R、电流I相同,闭合开关,每隔一定时间记录一次温度计的示数,比较通电时间对电热的影响;通电时间越长温度计示数越大
(2)相同时间内通过R的电流为I,移动R0的滑片,使通过R的电流为2I.比较R两次所产热的多少;通过电流为2I时比通过电流为I时的温度高
(3)如图所示,R2>R1,控制通过导体的电流和通电时间不变,比较温度计的示数.电阻R2温度计的示数比电阻R1温度计的示数大
对同一电阻丝,在电流大小不变的情况下,通电时间越长,产生的热量越多.对同一电阻丝,在通电时间相同的情况下,通电电流越大越长,产生的热量越多.在通电电流大小不变,通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多.
为什么选用煤油而不用水?因为煤油的比热容小,在相同情况下,煤油的温度变化大,便于观察.
导体的电阻越大,通过导体的电流越大,通电时间越长,导体产生的热量越多,那么导体产生的热量和电阻、电流及通电时间之间有什么样的定量关系?电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫作焦耳定律.焦耳定律三
电流I的单位是安(A)电阻R的单位是欧(Ω)时间t的单位是秒(s)热量Q的单位是焦(J)
电炉在使用时,电炉丝迅速热的发红,而与其相连的输电线却不怎么热,为什么?
如图所示,电吹风工作时,消耗了1000J的电能,电流在电阻线上产生的热量等于1000J吗?电热与电功的关系四
当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W,即Q=W=UIt=I2Rt(即纯电阻电路),如:电暖器,电饭锅,电炉子等.而电吹风工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:电能=内能+机械能,即W>Q热.
课堂小结
1.一个20Ω的电阻,通过0.5A的电流2min,电阻上消耗的电能是_____,释放热量为______.2.一个电阻通过0.2A的电流5min,电阻上产生的热量为600J,这个电阻的阻值是___Ω.3.一个200Ω的电阻通电2min,电阻上消耗的电能是9.6×104J,则通过电阻的电流是______.600J600J502A课堂训练
5.两个电热器的电阻之比为4︰3,通过相同的电流,在相等的时间里产生的热量之比为_____;若两个电热器的电阻相同,通过的电流之比为1︰3,在相等的时间里产生的热量之比为______.4︰31︰94.一个40Ω的电阻,通过0.3A的电流,则通电______min释放热量为2160J.10
6.当0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1,若使通过的电流增加到0.4A时,在相同的时间内产生的热量为Q2,那么Q2是Q1的()A.2倍B.4倍C.0.25倍D.0.5倍B
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