北師大版九年級(jí)物理 課件 第13章 第4節(jié)《電流熱效應(yīng)》

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。用手一摸電視機(jī)后蓋生活中的物理誰(shuí)知道他爸是根據(jù)什么道理判定的嗎？

生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電熱器飲水機(jī)電熨斗電吹風(fēng)電飯鍋生活中,許多用電器接通電源后,都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電流的熱效應(yīng)現(xiàn)象:電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱？提出問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？同學(xué)們讓我們共同來(lái)探究這個(gè)實(shí)驗(yàn)吧！實(shí)驗(yàn)方法:現(xiàn)象一：電爐絲通電能產(chǎn)生熱。猜想二：電阻絲產(chǎn)生的熱量同通電時(shí)間有關(guān)。猜想三：導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生的熱量多少與導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)?，F(xiàn)象二：電阻絲通電的時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)生的熱量越多。事實(shí)：電阻絲的材料是鎳鉻合金絲，導(dǎo)線(xiàn)材料是銅。猜想一：電阻絲產(chǎn)生的熱量同電流有關(guān)控制變量法由于電流通過(guò)用電器所產(chǎn)生熱量的大小不易直接進(jìn)行觀察比較，實(shí)驗(yàn)中怎樣將它變?yōu)楸阌谥苯佑^察比較的現(xiàn)象呢？轉(zhuǎn)換法想一想議一議一、實(shí)驗(yàn)探究：探究影響電流熱效應(yīng)的因素1.實(shí)驗(yàn)器材：燒瓶和溫度計(jì)各兩只、煤油、電源、開(kāi)關(guān)、電阻不同的甲乙兩段電阻絲(例如銅絲和鎳鉻合金絲)、電流表、導(dǎo)線(xiàn)若干、滑動(dòng)變阻器.演示電阻絲結(jié)論：

在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，阻值

大

的電阻產(chǎn)生的熱量多。探究一：產(chǎn)熱多少與電阻大小的關(guān)系實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證條件：

等量煤油，電流相同，時(shí)間相同現(xiàn)象：甲瓶中溫度上升的多結(jié)論：電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。研究方法：控制變量法演示電阻絲結(jié)論：

在通電時(shí)間、電阻相同時(shí)，電流越

大

的產(chǎn)生的熱量越多。探究二：產(chǎn)熱多少與電流大小的關(guān)系實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證R2R1I1>I2演示電阻絲結(jié)論：

在電流、電阻相同時(shí)，通電時(shí)間

長(zhǎng)

的產(chǎn)生的熱量多。探究三：產(chǎn)熱多少與通電時(shí)間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證R1=R2S1S2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.

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.

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.123實(shí)驗(yàn)分析1.內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(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.

2.公式：Q=I2Rt3.單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦.注意：1.熱量跟電流的平方成正比，在電阻和通電時(shí)間不變的情況下，若通過(guò)一個(gè)用電器的電流增加到3倍時(shí)，它產(chǎn)生的熱量增大到倍.2.如果導(dǎo)體的電阻為零，那么電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)還有熱量產(chǎn)生嗎？9英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的定量關(guān)系，

得出結(jié)論即焦耳定律：焦耳定律的理論推導(dǎo)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。Q=W=Pt=UIt=IR×It=I2Rt適用于純電阻電路答：因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)和電爐絲是串聯(lián)的，Ｉ線(xiàn)=Ｉ電爐絲R電爐絲＞R導(dǎo)線(xiàn)，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐絲產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱得發(fā)紅而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱。電爐絲導(dǎo)線(xiàn)我們學(xué)習(xí)了焦耳定律，怎樣回答剛才的問(wèn)題？例：一根60?的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？

已知：R=60ΩU=36Vt=5min求：Q解：通過(guò)電阻絲的電流為：UI=__R=36V60?=0.6A產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×5×60s=6480J答：5min內(nèi)共產(chǎn)生的熱量是6480J那么是不是所有的電路電流做的功都等于產(chǎn)生的熱量呢？電熱與電功的關(guān)系①若電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：電功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量，如電飯鍋，則：Q=W（I2Rt=UIt）②若電能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：電流所產(chǎn)生的熱量?jī)H是電流做功中的一部分。如:電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)，則：Q<W(W=W外＋Q)

（I2Rt＜UIt）注意：焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算。對(duì)于純電阻電路對(duì)于非純電阻電路5.熱功率1.概念：電熱器在單位時(shí)間里消耗的電能。

2.定義式：3.與電功率區(qū)分：w＝U2R＝UI1.一個(gè)電加熱器，電阻為100Ω，工作時(shí)通過(guò)加熱器的電流為2A，則它工作200s產(chǎn)生的熱量是()加深理解8×104J這段時(shí)間內(nèi)電流做的功是（）8×104J2.一個(gè)電動(dòng)機(jī)正在轉(zhuǎn)動(dòng)，它兩端的電壓是220V，流過(guò)的電流時(shí)3A，該電動(dòng)機(jī)的電阻5Ω，現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間是100S，則產(chǎn)生的熱量是（），整段時(shí)間電流做的功是（）4500J6.6×104J四、電流的熱效應(yīng)的利用1、優(yōu)點(diǎn)電熱驅(qū)蚊器電飯煲電熨斗電取暖器利用電熱孵化器孵小雞優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。2、危害3、生活中我們是如何防止電熱的危害的？1.加散熱窗2.加風(fēng)扇3.不要長(zhǎng)時(shí)間使用4.不在過(guò)高溫度下使用例如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，就是為了通風(fēng)散熱，使用時(shí)一定要把防塵布罩拿開(kāi)。電動(dòng)機(jī)的外殼有很多翼狀散熱片，使用時(shí)與軸相連的扇葉還像散熱片吹風(fēng)，也是為了降溫

1．當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即

Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。

2．當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：

W＞Q熱五、電能和電熱關(guān)系電能內(nèi)能+機(jī)械能Q=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:例題I=

=

=

0.6AUR36V60Ω1.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，一個(gè)為“220V

60W”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.都一樣那么消耗的電能呢？電流做的功呢？C大顯身手2.如圖所示，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B3.下列家用電器中，屬于電熱器的是（)

A．電熨斗 B．電風(fēng)扇

C．電話(huà)機(jī)D．洗衣機(jī)4.下列事例中，不屬于利用電熱的是（）

A.用電飯鍋煮飯

B.電熱孵卵器孵小雞

C.用電熨斗熨衣服

D.電視機(jī)加散熱窗AD5.假設(shè)所有導(dǎo)體都沒(méi)有電阻，當(dāng)用電器通電時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()

A、白熾燈仍能發(fā)光B、電動(dòng)機(jī)仍能工作C、電飯鍋仍能煮飯D、電熨斗仍能熨燙衣服B【例題2】：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線(xiàn)圈兩端的電壓為380伏，線(xiàn)圈的電阻為2歐,線(xiàn)圈中的電流為10安,若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1秒鐘，求：1）消耗的電能W。

2）產(chǎn)生的熱量Q。解：1）W＝UIt

＝380×10×