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第四節(jié)科學(xué)探究:電流的熱效應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道電流的熱效應(yīng),知道電熱器的工作原理。2、掌握電流產(chǎn)生的熱量與那些因素有關(guān)。3、掌握焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位。4、能運(yùn)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。用手一摸電視機(jī)后蓋誰(shuí)知道他爸是根據(jù)什么道理判定的?
上周六,小明的爸爸出門(mén)前囑咐他好好寫(xiě)作業(yè),不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫(xiě)作業(yè),電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi),很高興。可是后就發(fā)現(xiàn),小明剛看過(guò)電視。生活中的物理導(dǎo)體通電后都會(huì)發(fā)熱。電熱器的應(yīng)用電爐電暖器電水壺?zé)岬每旃餐c(diǎn):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)發(fā)熱多彩生活窗
你知道生活中還有哪些家用電器是物理上說(shuō)的“電熱器”嗎?1.電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí),會(huì)使導(dǎo)體的__________,這種現(xiàn)象叫_______________。2.電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是________________________。3.電熱器(1)電熱器是__________________制成的加熱設(shè)備。(2)電熱器的主要組成部分是________,發(fā)熱體由_______________________________________________。溫度升高電流的熱效應(yīng)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程利用電流的熱效應(yīng)發(fā)熱體電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成根據(jù)此現(xiàn)象說(shuō)明電流熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)?生活智慧園現(xiàn)象:當(dāng)你在外面受到寒冷,回到家中打開(kāi)電暖器取暖時(shí),你烤1分鐘和烤10分鐘的感覺(jué)一樣嗎?現(xiàn)象:(提示:兩管并聯(lián);全打開(kāi)時(shí)通過(guò)用電器的電流比打開(kāi)一根管時(shí)的電流大)當(dāng)你取暖時(shí),打開(kāi)一根管和打開(kāi)兩根管的效果一樣嗎?根據(jù)此現(xiàn)象說(shuō)明電流熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)?生活智慧園現(xiàn)象:(提示:導(dǎo)線電阻很小,電爐絲電阻很?。╇姞t絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?根據(jù)此現(xiàn)象說(shuō)明電流熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)?生活智慧園提出問(wèn)題電流通過(guò)電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān)?猜想與假設(shè)電流電阻通電時(shí)間想一想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法控制變量法實(shí)驗(yàn)電路圖問(wèn)題1:怎樣研究電阻大小對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響?問(wèn)題2:怎樣研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響?問(wèn)題3:如何研究通電時(shí)間大小對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響?進(jìn)行實(shí)驗(yàn)15-動(dòng)畫(huà)-11影響電熱器產(chǎn)生熱量多少的因素.swf結(jié)論
在電流_____(相同/不同)的情況下,電阻___(大/小)的那個(gè)電阻圈夾著的火柴先被點(diǎn)燃.這說(shuō)明在相同時(shí)間內(nèi),電阻值較大的電阻產(chǎn)生的熱量較___(多/少)
電流增大,夾在同一電阻圈中的火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間變___(長(zhǎng)/短).這說(shuō)明電流增大時(shí),在相同時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量___(增多/減少)
在電阻和電流大小不變時(shí),通電時(shí)間越長(zhǎng),火柴越容易點(diǎn)燃,產(chǎn)生的熱量就越___(多/少)相同大多短增多多實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(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。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。結(jié)論3:
在通電電流和電阻相同的條件下,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多。探究同一個(gè)問(wèn)題可以有多種方法,我們的課本就用了另一種方法。你有興趣知道它是怎樣探究的嗎?那就請(qǐng)你看課本------實(shí)驗(yàn)探究(一)、(二)、(三)并作出相應(yīng)的思考與判斷。給等質(zhì)量的煤油加熱,比較溫度變化大小,變化大的放出熱量多,變化小的放出熱量少!
溫馨提示所以:實(shí)驗(yàn)要用到溫度計(jì)測(cè)量溫度變化。請(qǐng)思考:如何比較電阻絲給煤油加熱放出熱量的多少?探究1:通電時(shí)間對(duì)產(chǎn)生熱量的影響要研究通電時(shí)間對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該控制
和
不變,改變
。
通電時(shí)間電阻電流結(jié)論:在通電電流和電阻相同的條件下,
越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多。通電時(shí)間電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系結(jié)論:電阻和通電時(shí)間相同時(shí),
越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。探究2:不變改變
要研究電流對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該使電阻的阻值和通電時(shí)間
(改變/不變),而通過(guò)該電阻的電流大小
(改變/不變)。電流R1
R2R1<R2電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系結(jié)論:電流和通電時(shí)間相同時(shí),
越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)電路圖探究3:要研究電阻對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響,應(yīng)該控制
和
不變,則可以讓兩個(gè)阻值不同的電阻
(串聯(lián)/并聯(lián))后接入電路。電流通電時(shí)間串聯(lián)電阻信息窗偉人豐碑
英國(guó)物理學(xué)家焦耳用近四十年的時(shí)間探索了“電熱與電流、電阻、時(shí)間的定量關(guān)系”,不畏艱難,嘔心瀝血,他為推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步,為科學(xué)而貢獻(xiàn)幾乎畢生的精力,他的事跡非常感人。為了紀(jì)念這位偉大的科學(xué)家,物理上用“焦耳”作為功或能的單位。把這一定律稱作焦耳定律二、焦耳定律1、內(nèi)容:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比,與導(dǎo)體電阻成正比,與通電時(shí)間成正比。2、公式:
3、單位:電流I--電阻R--時(shí)間t--熱量Q--
Q熱=I2Rt
安培(A)歐姆(Ω)秒(s)焦耳(J)思考:1、燈泡和電線串聯(lián)在電路中,電流相同,燈泡熱得發(fā)光,電線卻不怎么熱,這是為什么?2、相同的導(dǎo)線如果將燈泡換成大功率的電爐,電線將顯著發(fā)熱,甚至燒壞電線,這又是為什么?3、電熨斗,它通電的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)產(chǎn)生更多的熱量,一不小心,就會(huì)損壞衣料。這又是為什么?電阻不同電流不同時(shí)間不同現(xiàn)象?結(jié)論?請(qǐng)回答:①看到了什么現(xiàn)象?②說(shuō)明了什么結(jié)論?現(xiàn)象:I相同時(shí),R大的一邊液面升的高,即升溫快。結(jié)論1:在電流和時(shí)間相同時(shí),電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。思考:①此時(shí),哪個(gè)電流???為什么?②并聯(lián)分流的電阻為什么要放在盒子外面?
讓相同的電阻,流過(guò)不同的電流,看效果會(huì)如何呢?【演示實(shí)驗(yàn)2】I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1①右邊的發(fā)熱器熱量少,因?yàn)椴⒙?lián)的電阻分去一半的電流。②不讓它產(chǎn)生的熱量影響盒內(nèi)的溫度?,F(xiàn)象?結(jié)論?看到了什么現(xiàn)象?說(shuō)明了什么結(jié)論?①電流I大的液面升高快,即產(chǎn)生的熱量Q多。②結(jié)論:在電阻相同和時(shí)間相同時(shí),通過(guò)的電流越大,產(chǎn)生的熱量越多。
【跟蹤思考】Q=I2Rt與W=IUt的區(qū)別①在純電阻電路中,這兩個(gè)公式是通用的。把電能只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能②在非純電阻電路中,W=IUt
公式求得的是總消耗的電能;
Q=I2Rt
公式求得的是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為內(nèi)能的能量即:W>QW—Q=機(jī)械能【拓展變化】①若電阻絲截短一半,仍接在原電源上,在相同時(shí)間內(nèi),產(chǎn)生的熱量是原來(lái)的多少倍?②若電壓減為一半,其他不變,則產(chǎn)生熱量又如何?額定電壓相同的燈泡,額定功率越大,電阻越小,正常工作時(shí)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?想想議議答:前者說(shuō)電阻越小,正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電壓相同;而后者說(shuō),電阻越大,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電流相同,兩者并不矛盾。所以我們?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。例1某電熱器電阻絲的電阻為55歐,接入220V的電路中,在20分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量?燈泡接入電路中,燈泡和電線中流過(guò)相同的電流,它們都要發(fā)熱,實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光,電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么?接入更多大功率的用電器時(shí),電線將顯著發(fā)熱,會(huì)燒壞它的絕緣皮,甚至引起火災(zāi)。這又是為什么?三、電熱的應(yīng)用、危害與防治電腦中的CPU在工作時(shí)要產(chǎn)生熱,如果過(guò)熱就會(huì)損壞芯片,所以要在芯片上加裝散熱片和風(fēng)扇.
顯卡的散熱片設(shè)計(jì)采用渦輪風(fēng)扇的設(shè)計(jì),同時(shí)顯存上貼有鋁合金打造的顯存散熱片,利用渦輪風(fēng)扇扇出的風(fēng)力,為顯存散熱片增加了散熱效果.
信息窗走進(jìn)生活1、一個(gè)20Ω的電阻,通過(guò)0.5A的電流2min,電阻上釋放熱量為_(kāi)__.練習(xí)4、一個(gè)40Ω的電阻,通過(guò)0.3A的電流,則通電______min釋放熱量為2160J.2、一個(gè)電阻通過(guò)0.2A的電流,5min電阻上產(chǎn)生的熱量為600J.這個(gè)電阻的阻值是___Ω3、一個(gè)200Ω的電阻通電1.5min,電阻上消耗的電能是4.5×105J,則通過(guò)電阻的電流是___.600J505A10min5、為了研究溫度對(duì)種子發(fā)芽的影響,課外活動(dòng)小組要做一只電烘箱,要求在10min內(nèi)產(chǎn)生6×104J的熱量,接用的是家庭電路,請(qǐng)計(jì)算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少?6、標(biāo)有“220V100W”的白熾燈正常工作時(shí),在1min內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量?將消耗多少電能?若接在55V的電路中呢?板書(shū)設(shè)計(jì)駛向勝利的彼岸
1、電流的熱效應(yīng)2、焦耳定律3、電熱的利用和防止設(shè)疑引惑想一想:電流的熱效應(yīng)與電壓有無(wú)關(guān)系?這個(gè)問(wèn)題我們下一節(jié)將要探討,請(qǐng)同學(xué)們先想一想議一議。同學(xué)們,在今天的學(xué)習(xí)中,你收獲了什么,你發(fā)現(xiàn)了什?說(shuō)出來(lái)讓大家聽(tīng)聽(tīng),以便大家共同提高!學(xué)后反思再見(jiàn)“試一試”:實(shí)例分析實(shí)例1:電褥子長(zhǎng)時(shí)間通電容易起火,你能解釋么?實(shí)例2:電路短路會(huì)起火,你能解釋么?實(shí)例3:撥打手機(jī)時(shí)間長(zhǎng)了,手上有什么感覺(jué)?怎么辦?實(shí)例4:兩個(gè)燈泡,亮度大的產(chǎn)生的熱量一定更多么?電熱的利用2、電熱器的發(fā)熱體:1、電熱器:3、電熱器的優(yōu)點(diǎn):①電熱飲水機(jī)②電熨斗③電烙鐵④電烤箱⑤電熱孵化器⑥電熱水器電阻大、熔點(diǎn)高污染小、使用方便電熱的危害和防止2003年2月3日凌晨5時(shí)許,蘭州城關(guān)區(qū)魚(yú)池口拱星墩后街144號(hào)發(fā)生一起火災(zāi),78歲的王玉花老人用劣質(zhì)電熱毯取暖時(shí),因溫度過(guò)高引燃被褥,當(dāng)場(chǎng)被燒死,經(jīng)濟(jì)損失2000多元,著起的大火在當(dāng)天上午9時(shí)許才被撲滅;2003月15日上午9時(shí)許,蘭州市農(nóng)民巷老四川菜館因房頂內(nèi)電線短路引發(fā)大火,整個(gè)菜館毀于一旦。隨著家用電器的增多,家庭火災(zāi)發(fā)生率也急劇攀升。2004全國(guó)城市居民家庭火災(zāi)發(fā)生2.2萬(wàn)起,死亡673人,傷945人。(南陵日?qǐng)?bào))
典型例題解析【例1】用電爐燒水時(shí),電爐絲熱得發(fā)紅,而跟電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎么熱,這是為什么?
電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的,所以通過(guò)的電流是相同的,時(shí)間也是相同的,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時(shí)間均相同時(shí),電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比.由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大得多,所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多.【例2】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380V,線圈的電阻為2Ω,通過(guò)線圈的電流為10A.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),一秒鐘消耗的電能為_(kāi)___J,產(chǎn)生的熱量為_(kāi)__J.3800200Q=I2Rt
=(0.6A)2×60W×300s=6480J
一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端,在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?答:在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。解:【例3】I=
=
=
0.6AUR36V60Ω
有一電動(dòng)機(jī),它正常工作時(shí)的電阻為5Ω,電流為5A,正常工作的電壓為220V,通電10min,電動(dòng)機(jī)消耗的電能為多少?產(chǎn)生的熱量為多少?有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?例題4解:消耗的電能:W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105J電熱Q=I2Rt=(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能:E機(jī)=W-Q=6.6×105J-7.5×104J=5.85×105J額定電壓相同的燈泡,額定功率越大,電阻越小,正常工作時(shí)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?想想議議答:前者說(shuō)電阻越小,正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電壓相同;而后者說(shuō),電阻越大,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電流相同,兩者并不矛盾。所以我們?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。電流的熱效應(yīng)有時(shí)對(duì)我們有益,我們利用它;有時(shí)對(duì)我們有害,需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱,或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。(1)列舉兩個(gè)生活或者生產(chǎn)中利用電流熱效應(yīng)的實(shí)例電熱毯、電烙鐵、電飯鍋、電熱孵化器等(2)列舉兩個(gè)生活和生產(chǎn)中為防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害而采取的措施電腦主機(jī)有風(fēng)扇散熱;電視機(jī)上的散熱窗、電動(dòng)機(jī)外殼有許多散熱片
在家庭電路中,有時(shí)導(dǎo)線長(zhǎng)度不夠,需要把兩根連接起來(lái),而連接處往往比別處更容易發(fā)熱,加速老化,甚至引起火災(zāi)。這是為什么?根據(jù)公式P=I2R可知,在電流相等時(shí),電阻越大,電功率越大。導(dǎo)線相互連接的位置接觸電阻比較大,因而電能轉(zhuǎn)化為熱的功率也較大,造成此處比別處更容易發(fā)熱,加速老化甚至引起火災(zāi)答:有三個(gè)用電器,其中一個(gè)為“220V,60W”的電風(fēng)扇,一個(gè)為“220V,60W”的白熾燈,另一個(gè)是“220V,60W”的電熱器,都在額定電壓下工作相同的時(shí)間,比較這三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量是[]
A.電風(fēng)扇最多.B.白熾燈最多.
C.電熱器最多.D.都一樣.C在如圖9-3-1所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置,它是由三段阻值相同的電熱絲組成,這個(gè)發(fā)熱裝置的電路與方框外的電路相連接.當(dāng)開(kāi)關(guān)S擲到A點(diǎn)時(shí)為高溫,擲到B點(diǎn)時(shí)為低溫(電源電壓不變),且在相同時(shí)間內(nèi),高溫時(shí)產(chǎn)生的熱量是低溫時(shí)產(chǎn)生的熱量的2倍,試在方框內(nèi)畫(huà)出它的電路圖.圖9-3-1答案I額=P額/U額=1000/220A≈4.5A例:規(guī)格為“220V,1000W”的電爐,求:
1.電爐正常工作時(shí),通過(guò)電阻絲的電流2.電爐的電阻
2.電爐的電阻:
R=U額2/P額
=2202/1000Ω解:1.由P=UI知,電爐正常工作時(shí):=48.4Ω例4.加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U,電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r,則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為()
A.P
B.U2/r
C.P2r/U2
D.P-P2r/U2非純電阻電路中計(jì)算電功率只能用P=UI,熱功率只能用P熱=I2R所以正確的是(C)
圖中虛線框內(nèi)是一個(gè)未知電路,測(cè)得它的兩端點(diǎn)a,b之間的電阻是R,在a,b之間加上電壓U,測(cè)得流過(guò)這電路的電流為I,則未知電路的電功率一定是()A.I2RB.U2/RC.UID.I2R+UI
一根電阻絲在通過(guò)2C的電量時(shí),消耗電能是8J。若在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)4C的電量,則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能E分別為()A.U=4VB.U=8VC.E=16JD.E=32J答案:BD
為了使電爐消耗的電功率減小到原來(lái)的一半,應(yīng)該采用的措施是()A.使電流減半B.電壓減半C.使電爐的電阻減半D.使電壓和電爐的電阻各減一半。1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟__________成正比,跟導(dǎo)體的____成正比,跟__________成正比,這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律,數(shù)字表達(dá)式是_______.2.電熱器是利用電流的__效應(yīng)制成的,它的主要部件是______.電流流過(guò)電熱器所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生____.3.有兩根金屬電阻絲,電阻分別為5Ω和15Ω,將它們串聯(lián)后接在一個(gè)電源兩端,它們的電壓之比為_(kāi)____,在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)_____;如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間,通過(guò)它們的電流之比為_(kāi)___,在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)___.電流的平方電阻通電的時(shí)間Q=I2Rt熱發(fā)熱體熱量1∶31∶33∶13∶1當(dāng)堂檢測(cè)4.在兩根橫截面積相同、長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金線兩端分別加上相同的電壓,那么下列說(shuō)法中正確的是()A.長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大,相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多B.短的鎳鉻合金線電阻較大,相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多C.長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大,相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少D.短的鎳鉻合金線電阻較小,相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少5.一根電阻絲接在電壓U=5V的電源上,在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是2J,要讓該電阻(其電阻大小恒定不變)產(chǎn)生8J的熱量,可采用的辦法是()A.使電源電壓變?yōu)?0V,通電時(shí)間仍為1SB.使電源電壓仍為5V,通電時(shí)間變?yōu)?SC.使電源電壓變?yōu)?0V,通電時(shí)間變?yōu)镾D.使電源電壓變?yōu)?0V,通電時(shí)間變?yōu)?SCA6.研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖9-3-4所示,在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油,瓶中各放一根電阻絲,甲瓶中電阻絲的阻值比乙瓶中的電阻大.實(shí)驗(yàn)分三步進(jìn)行,其中第一步為:接通電路一段時(shí)間,比較甲、乙兩瓶中的煤油哪個(gè)上升得高,這一步是在什么情況下研究熱量跟哪個(gè)物理量的關(guān)系?()A.是在通電時(shí)間相同的情況下,研究熱量跟電流的關(guān)系B.是在電流相同的情況下,研究熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系C.是在電流相同但電阻不同的情況下,研究熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系D.是在電流和通電時(shí)間相同的情況下,研究熱量跟電阻的關(guān)系D7.如圖9-3-5所示,a、b相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水,水中的電阻絲的阻值分別為R1和R2,且R1<R2,則閉分開(kāi)關(guān)S后,a、b容器中水溫上升較快的是()A.a容器中的水B.b容器中的水C.a、b容器中的水溫上升的快慢一樣D.無(wú)法判斷B圖9-3-58、有一個(gè)電阻值可任意選取電源,有若干根電阻相同的電阻絲,現(xiàn)將1根電阻絲接在電壓為U的電源上,1min內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q現(xiàn)想要使電阻絲產(chǎn)生的熱量為3Q,可采取什么方法?(至少寫(xiě)出二種)9、把兩個(gè)阻值為R1=6Ω,R2=9Ω的電阻串聯(lián)在電路中,通電相同時(shí)間時(shí),R1,R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2=
,若并聯(lián)在電路中,通電相同時(shí)間,R1,R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2=
,提示:①?gòu)臅r(shí)間上考慮;②從電阻上考慮;③從電壓上考慮。2:33:2例11、一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻r=1歐,與一阻值R=10歐的電阻串聯(lián),當(dāng)所加電壓u=150V時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作,電動(dòng)機(jī)電壓為100V,求電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和輸出的機(jī)械功率例12、一臺(tái)電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻是20歐。接上220V電壓后正常運(yùn)轉(zhuǎn)消耗的電功率是66W,求1.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能的功率各是多少?電動(dòng)機(jī)效率是多少?2.接上電源扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)候通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流為多大?電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和熱功率又是多大?在“探究焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)中。為了找出電流做功產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,必須同時(shí)保持A.電阻相等和電流相等B.電阻相等和通電時(shí)間相等C.通電時(shí)間相等和電流相等D.電阻相等、通電時(shí)間相等、電流相等答案:C用手一摸電視機(jī)后蓋誰(shuí)知道他爸是根據(jù)什么道理判定的?
上周六,小明的爸爸出門(mén)前囑咐他好好寫(xiě)作業(yè),不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫(xiě)作業(yè),電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi),很高興??墒呛缶桶l(fā)現(xiàn),小明剛看過(guò)電視。生活中的物理導(dǎo)體通電后都會(huì)發(fā)熱。一、電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱,這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng).四、電流的熱效應(yīng)想一想說(shuō)一說(shuō)你知道生活中的哪些用電器存在類似現(xiàn)象?通電后都會(huì)發(fā)熱。電爐電飯鍋一、電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱,這種現(xiàn)象物理與生活二、電流的熱效應(yīng)的影響因素猜想現(xiàn)象一.燈泡通電后,在剛開(kāi)始通電不是很熱,可過(guò)了一會(huì)就很熱.現(xiàn)象二、通電后電阻絲熱的發(fā)紅而電源線溫度沒(méi)有太大的變化電流I,電阻R,通電時(shí)間t現(xiàn)象三、電飯鍋的通電后必需按下加熱(煮飯)按鈕開(kāi)關(guān)才能煮熟飯電飯鍋電爐猜想2.研究問(wèn)題的方法:控制變量法探究新知電流I,電阻R,通電時(shí)間t1.電流的熱效應(yīng)的影響因素探究一、
電流產(chǎn)生的熱量Q與通電時(shí)間t關(guān)系3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究探究新知探究一、電流產(chǎn)生的熱量Q與通電時(shí)間t關(guān)系結(jié)論1:電流和電阻相同時(shí),通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多。(1)實(shí)驗(yàn)電路圖3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究R(2).實(shí)驗(yàn)器材1個(gè)10歐定值電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、蠟片、學(xué)生電源探究二、電流產(chǎn)生的熱量Q和電阻R的關(guān)系3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究R1
R2R1<R2探究二、電流產(chǎn)生的熱量Q與電阻R的關(guān)系結(jié)論2:電流和通電時(shí)間相同時(shí),電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。(1)實(shí)驗(yàn)電路圖3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究1個(gè)5歐、1個(gè)10(15)歐定值電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、蠟片、學(xué)生電源(2)實(shí)驗(yàn)器材探究三、電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的大小關(guān)系3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究探究三、電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的大小關(guān)系結(jié)論3:電阻和通電時(shí)間相同時(shí),電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)電路圖3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究R1=R2,I1>I2R1
R2R3I1I2··R3
R2R1I2I1··R1=R2,I1>I2或(2)實(shí)驗(yàn)器材1個(gè)5歐、2個(gè)10(15)歐定值電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、蠟片、學(xué)生電源結(jié)論2.
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。結(jié)論3.
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。
結(jié)論1.
在通電電流和電阻相同的條件下,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
焦耳是英國(guó)物理學(xué)家。他一生的大部分時(shí)間是在實(shí)驗(yàn)室里度過(guò)的。1840年,焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)終于確定了:1.內(nèi)容:電流產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比,這個(gè)規(guī)律就是焦耳定律。
二、焦耳定律2.公式:Q=I2Rt普遍適用例題1
某導(dǎo)體的電阻是2歐,當(dāng)1安的電流通過(guò)時(shí),1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦?解:Q=I2Rt=(1安)2×
2歐×60秒
=120焦答:1分鐘產(chǎn)生的熱量是120焦?!纠}2】:某段家庭電線上,因?yàn)樾掳惭b了空調(diào),使得電流增加為原來(lái)的兩倍,則因此而產(chǎn)生的電熱是原來(lái)的______倍,這是目前家庭用電發(fā)生火災(zāi)的主要原因之一4電流熱效應(yīng)的利用電熱器的圖片電烤箱是利用電來(lái)加熱的設(shè)備,可用來(lái)加熱烘烤食品.三、電流熱效應(yīng)的利用和防止1.主要部分——發(fā)熱體2.工作原理:電流熱效應(yīng)利用:發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的,電流通過(guò)電阻絲發(fā)出熱量.
電熱器:主要部分——發(fā)熱體工作原理:電流熱效應(yīng)
用電來(lái)加熱的設(shè)備電視機(jī)加散熱窗計(jì)算機(jī)、電動(dòng)機(jī)等還要加風(fēng)扇1.利用:2.防止:三、電流熱效應(yīng)的利用和防止【例題3】某老房子進(jìn)行用電線路的翻新,將原電線的直徑換大后,使得新
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