電與熱（九年級(jí)）

1、電 與 熱生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)看到現(xiàn)象、提出問(wèn)題：電燈通過(guò)導(dǎo)線接到電路里，燈絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么燈絲熱得發(fā)紅發(fā)光，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？ 換句話說(shuō)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？猜想：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少可能與_有關(guān) 電阻、 （R）電流、 (I)時(shí)間(t)探究一： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模弘娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電阻的大小有什么關(guān)系？ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 在燒瓶甲乙中盛等量的煤油，溫度計(jì)顯示煤油的溫度燒瓶甲中是鎳鉻合金絲，電阻較大，燒瓶乙中是銅絲，電阻較小 兩瓶中金屬絲串聯(lián)起來(lái)接到電 源上由于電路沒(méi)有分支，通過(guò)兩

2、段金屬絲的電流相同。 通電一定時(shí)間后，比較兩瓶中煤油的溫度變化 (煤油溫度越高，說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱越多) R甲R(shí)乙R甲R(shí)乙條件：現(xiàn)象：結(jié)論1：等量煤油，電流相同,時(shí)間相同鎳鉻合金絲瓶中電阻溫度上升的多 電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。探究實(shí)驗(yàn)一：（控制變量法 轉(zhuǎn)換法）與電阻的關(guān)系探究二： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是否跟電流的大小有關(guān)？ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：在通電時(shí)間相同的情況下，分別給一個(gè)燒瓶中的鎳鉻合金絲通人大小不同的電流，觀察什么情況下產(chǎn)生的熱量多。 I1I2h1h2條件：通電時(shí)間相同，電阻相同現(xiàn)象：電流大時(shí)，溫度上升多與電流的關(guān)探究實(shí)驗(yàn)二： 在通電時(shí)間相同，電阻相同時(shí)，通過(guò)

3、電流越大，產(chǎn)生熱越多。結(jié)論2：探究三： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模弘娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和通電時(shí)間是否有關(guān)？ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：在通電時(shí)間不相同的情況下，給一個(gè)燒瓶中的鎳鉻合金絲通人大小相同的電流，觀察什么情況下產(chǎn)生的熱量多。條件：電流相同，電阻相同現(xiàn)象：通電時(shí)間越長(zhǎng)，溫度上升越多與時(shí)間的關(guān)探究實(shí)驗(yàn)三： 在電流相同，電阻相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生熱越多。結(jié)論3： 結(jié)論1. 在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 （I與t相同，R越大，Q越多） 結(jié)論2. 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 （ R與t相同，I越大，Q越多） 結(jié)論3. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電

4、時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。 （ I與R相同，t越大，Q越多）實(shí)驗(yàn)結(jié)論電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。RItQ即：Q=IRt焦耳定律焦耳焦耳（Joule James Prescott ，18181889） ，英國(guó)物理學(xué)家。根據(jù)所測(cè)量電流通過(guò)電阻放出的熱量，提出焦耳定律。他的研究為能量守恒定律的建立奠定了基礎(chǔ)。為了紀(jì)念他對(duì)科學(xué)發(fā)展的功績(jī)，能量和功的單位被命名為“焦耳” 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。Q熱量焦耳（J）I 電流安培（A）R電阻歐姆() t 時(shí)間秒(s) Q=I2Rt 符號(hào)的意義及單

5、位根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律 若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即 Q=W又 WUIt 根據(jù)歐姆定律可得 U=IR Q=W=UIt=I2Rt問(wèn)題. 課文前面“？”中為什么“覺(jué)察不出和燈相連的電線發(fā)熱”？ 分析：因?yàn)殡娋€和燈串聯(lián)，通過(guò)它們的電流是一樣大，又因?yàn)闊舻碾娮璞入娋€的大得多，所以根據(jù)焦耳定律QI2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱量發(fā)光，而電線卻感覺(jué)不到熱。例題：電動(dòng)機(jī)通電時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能。一臺(tái)線圈阻值為6 的電動(dòng)機(jī)接在36V的電源上，電動(dòng)機(jī)（線圈）中的電流為0.6A，5min內(nèi)線圈產(chǎn)生多少熱？電流總共做了多少功？

6、線圈兩端電壓是多少？使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓又是多少？分析：線圈5min內(nèi)所產(chǎn)生的熱： Q=I Rt=2（0.6A） 6 300S2=468J電流5min內(nèi)所做的功：W=UIt =36V0.6A300S=4680J線圈兩端的電壓：U= IR =0.6A6=3.6V使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓:U=36V-3.6V=32.4V總結(jié)：電功與電熱： （1）在純電阻電路中，電功等于電熱：W=Q。即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W（=UIt）=Q（=I2Rt=（U2/R）t）（2）在非純電阻電路中，電功大于電熱：WQ。即電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等其它形式的能量：W（= UIt=I2Rt+E其它）Q（

7、=I2Rt）。SVUIR 焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路 純電阻電路：只含有電阻的電路，如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件 非純電阻電路：電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路 純電阻電路: 非純電阻電路:電能 內(nèi)能電能 內(nèi)能+其它形式的能 Q WI=U/RMWW - QQIU/R電功（W= UIt）電熱（Q=I2Rt）電功率（P=UI）熱功率（P熱=I2R）電功（W= UIt）電熱（Q=I2Rt ） 電功率（P=UI）熱功率（P熱=I2R ）=U2t/R=U2/R說(shuō)明：歐姆定律不適用于非純電阻電路！想 想 議 議： 我們

8、知道，額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事？電熱的利用：電熱水器、電飯鍋電熨斗、 電烙鐵、電爐、電孵化器等等電熱器:主要部分發(fā)熱體(主要由電阻率大，熔 點(diǎn)高的鎳鉻合金絲纏繞在絕緣材料上制成）工作原理：電流熱效應(yīng)電熱的防止：電視機(jī)后蓋的散熱窗、電腦主機(jī)里面的小電風(fēng)扇等等。知識(shí)反饋：一 填空 1、 電流通過(guò)導(dǎo)體要發(fā)熱，電能要轉(zhuǎn)換為（ ),這個(gè)現(xiàn)象叫（ ）。2、電視機(jī)，收音機(jī)，電腦等家用電熱器放置一段時(shí)間后，要通電，這是利用（ ）來(lái)驅(qū)潮。 電視機(jī)外殼的散熱窗，計(jì)算機(jī)的散熱扇，電冰箱放置

9、時(shí)后背面與墻壁保持一定的距離。這是為了防止（ ）帶來(lái)的危害。二、選擇題：1、 現(xiàn)有甲乙兩個(gè)電爐子，已知電爐電阻R1R2，分別接入電源電壓220V的電路中，相同時(shí)間內(nèi)，它們發(fā)熱情況是（ ）A 甲放熱多 、 B 乙放熱多 、 C 同樣多 、D無(wú)法判斷、將一臺(tái)“220V 100W”的電風(fēng)扇，一個(gè)”220V 100W”的充電器，一把“220V 100W”的電烙鐵分別接在220V的電源上，在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)他們時(shí)發(fā)熱功率最大的是 （ ）A 電烙鐵 B 充電器 C 電風(fēng)扇 D 一樣多熱電流的熱效應(yīng)電熱電熱BA小結(jié)：電功 電功率 熱功率 電熱 兩個(gè)電熱器的電阻之比為43，通過(guò)相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過(guò)的電流強(qiáng)度為13，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)。4319提高練習(xí)：2當(dāng)0.2安的電流通過(guò)一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量 為Q1，若使通過(guò)的電流增加到0.4安時(shí)，在相同 的時(shí)