人教版高中物理選修1-1學(xué)案：1.6電流的熱效應(yīng)

1、 1.6 電流的熱效應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道電流熱效應(yīng)的決定因素，學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法研究導(dǎo)體通電時(shí)發(fā)熱的規(guī)律.2.理解焦耳定律的內(nèi)容，并能用焦耳定律解決一些實(shí)際問題知識點(diǎn)一、焦耳定律1內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方、導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間成正比這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律2公式：如果用Q表示熱量，用I表示電流、R表示導(dǎo)體的電阻，t表示通電的時(shí)間，焦耳定律可以用QI2Rt表示二、熱功率1定義：在物理學(xué)中，把電熱器在單位時(shí)間消耗的電能叫做熱功率如果一個(gè)電暖器在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，那么，它的熱功率為PI2R.2單位：在國際單位制中，熱功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W.三、白熾燈1白熾燈的工作原理

2、是利用電流的熱效應(yīng)，使通電的金屬絲溫度升高，達(dá)到白熱，從而發(fā)光2以美國發(fā)明家愛迪生和英國化學(xué)家斯旺為代表的一批發(fā)明家，發(fā)明和改進(jìn)了電燈. 知識探究一、電阻和電流的熱效應(yīng)問題設(shè)計(jì)閱讀教材，思考并回答下列問題：1教材在研究電阻與電流的熱效應(yīng)關(guān)系時(shí)采用了先猜想后實(shí)驗(yàn)的研究方法，在實(shí)驗(yàn)中研究影響熱效應(yīng)的幾個(gè)因素時(shí)，應(yīng)用了什么研究方法？2安裝在電路中的保險(xiǎn)絲是根據(jù)什么原理設(shè)計(jì)的，它的作用是什么？答案1.控制變量法.2.電流的熱效應(yīng)，保護(hù)電路要點(diǎn)提煉1焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方、導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間成正比即QI2Rt.(2)應(yīng)用：根據(jù)電流的熱效應(yīng)制成各種電熱器，如電熱水器、

3、電熨斗、電熱毯等2電功率：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率公式：PW/tIU，單位：瓦(W)3熱功率：電熱器在單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能叫做熱功率公式：PQ/tI2R.(1)電動機(jī)：電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功率大于(填 “大于”、“等于”或“小于”)熱功率(2)電熱器：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功率等于熱功率各種電熱器上都有銘牌，上面標(biāo)明的額定功率就是它的熱功率4額定功率是指用電器正常工作時(shí)的功率，這時(shí)加在用電器兩端的電壓叫額定電壓，通過用電器的電流叫額定電流二、電功和電熱的關(guān)系問題設(shè)計(jì)有的用電器消耗電能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有的用電器消耗電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能怎樣理解純電阻

4、和非純電阻電路？答案所謂純電阻電路，就是電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，則有：WQ，即有IUtI2Rt，進(jìn)而得出UIR.所以歐姆定律適用于純電阻電路計(jì)算該電路消耗電能的公式和計(jì)算在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量的公式是相同的，可為：WUItI2Rtt.同理可得，電功率和熱功率關(guān)系為：PUII2R.所謂非純電阻電路，就是電路消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，則有：W>Q.即有UIt>I2Rt，進(jìn)而得出：U>IR，所以歐姆定律不適用于非純電阻電路所以計(jì)算該電路消耗電能的公式只能用WUIt；計(jì)算在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量的公式只能用WI2Rt.而公式WUItt不再成立要

5、點(diǎn)提煉1從能量轉(zhuǎn)化的角度來看電功與電熱的關(guān)系：(1)純電阻電路把消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能；(2)非純電阻電路把消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能2公式適用的范圍(1)在計(jì)算消耗的電能、電功及電功率時(shí)，EWUIt，PUI對所有的用電器都適用；(2)在計(jì)算產(chǎn)生的電熱和熱功率時(shí)，QI2Rt，PI2R對所有的用電器都適用；(3)只有純電阻電路QW，這些公式才通用；對非純電阻電路W>Q，這些公式不能通用；歐姆定律只適用于純電阻電路延伸思考你能說明電風(fēng)扇在工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況嗎？答案電能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能三、白熾燈和節(jié)約用電要點(diǎn)提煉1白熾燈(1)原理：利用

6、電流的熱效應(yīng)，使通電的燈絲溫度升高，達(dá)到白熱，從而發(fā)光，這就是白熾燈的發(fā)光原理(2)能量轉(zhuǎn)化：白熾燈工作時(shí)，電能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能2節(jié)約用電的途徑(1)家電不要待機(jī)；(2)換用節(jié)能燈例題一、焦耳定律例1通過電阻R的電流為I時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流為時(shí)，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()A4Q B2Q C. D.解析由功率公式PI2R，則QI2Rt，Q()2(2R)tt，所以Q，只有選項(xiàng)C正確答案C針對訓(xùn)練一臺電動機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同的時(shí)間內(nèi)()A電爐放熱和電動機(jī)放熱相等B電爐兩端的電壓大于電動機(jī)兩端的電壓C電爐兩端的電壓

7、等于電動機(jī)兩端的電壓D電動機(jī)消耗的功率大于電爐的功率答案AD解析由于電爐與電動機(jī)的電阻相等，電流也相等，由QI2Rt得，相同的時(shí)間內(nèi)放熱相等，選項(xiàng)A正確；由于電動機(jī)消耗的電能有一部分要對外做功，所以電動機(jī)消耗的功率大于電爐的功率，由P機(jī)U機(jī)I，P爐U爐I知，U機(jī)I>U爐I，所以電動機(jī)兩端的電壓大于電爐兩端的電壓，因此選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確二、電功和電熱例2下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是()A電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多BWUIt適用于任何電路，而WI2Rtt只適用于純電阻電路C在非純電阻電路中，UI>I2RD焦耳熱QI2Rt適用于任何電路解析電功率公式P，功率越大，表示電流做功越快對于一段電路，有PIU，I，焦耳熱Q()2Rt，可見Q與P、U、t都有關(guān)，所以P越大，Q不一定越大，A錯(cuò)；WUIt是電功的定義式，適用于任何電路而I只適用于純電阻電路，則WI2Rtt也只適用于純電阻電路，B正確；在非純電阻電路中，電流做的功焦耳熱其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正確；QI2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路，D正確答案BCD針對訓(xùn)練一臺直流電動機(jī)的額定電壓為U，額定功率為P，電動機(jī)內(nèi)電樞導(dǎo)線的電阻為