科学探究：电流的热效应科学探究：电流的热效应第十六章第十六章 第四节第四节 开阳县龙岗镇中学龙岗镇中学 授课人：宋成海授课人：宋成海1.电流做功的实质电流做功的实质是将（是将（ ）能转化为（）能转化为（ )能，电功的常用单位有（能，电功的常用单位有（ ）和（）和（ ）。）。2. 电流流过导体时所做的功受（电流流过导体时所做的功受（ ）、（）、（ )和（和（ ）三个因素的影响。）三个因素的影响。3.电功率的物理意义是（电功率的物理意义是（ ），），如有一灯泡上面标有如有一灯泡上面标有 “220V、60W”,其中其中220V表示（表示（ ），）， 60W表示（表示（ ）。）。 电电其他形式其他形式焦耳（焦耳（J）千瓦时（千瓦时（KWh）电流电流电压电压通电时间通电时间比较电流做功的快慢比较电流做功的快慢额定电压是额定电压是220V或正常工作时电压为或正常工作时电压为220V额定功率是额定功率是60W电炉电炉电热毯电热毯热热得得快快电热水壶电热水壶电暖气电暖气电熨斗电熨斗新课引入什么是电流的热效应？什么是电流的热效应？ 导导体体中中有有电电流流通通过过的的时时候候，导导体体会会发发热热，这这种种电电流流通通过过导导体体时时，电电能能转转化化为为内内能能的的现现象象叫叫做做电电流流的的热效应热效应。 灯灯泡泡发发光光一一段段时时间间后后，用用手手触触摸摸灯灯泡泡，有有什什么么感感觉觉？用用手手触触摸摸电电线线感感觉是否一样呢？觉是否一样呢？思考？思考？电流电流产生产生的的热热量量与与哪些哪些因素因素有关有关呢呢?提出问题提出问题提出问题提出问题电流通过导体所产生的热量多少与哪些电流通过导体所产生的热量多少与哪些因素有关？因素有关？科学探究的过程科学探究的过程科学探究的过程科学探究的过程猜想依据猜想依据合理猜测合理猜测合理猜测合理猜测实验验证实验验证实验验证实验验证制定计划制定计划制定计划制定计划得出结论得出结论得出结论得出结论交流讨论交流讨论交流讨论交流讨论烫烫手手不烫不烫手手跟跟电流电流有关有关跟跟电阻电阻有关有关跟跟时间时间有关有关合理猜测合理猜测合理猜测合理猜测 返回返回着着火火了了！why why ？电炉电炉电电暖暖气气实验方法实验方法 实验目的实验目的 研究电流通过导体产生的研究电流通过导体产生的热量热量跟哪些跟哪些因素因素有关有关 实验原理实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油使瓶中的煤油温度升高温度升高，温度计的液面就，温度计的液面就会逐渐上升会逐渐上升. .电流产生的热量越多，液面就电流产生的热量越多，液面就会上升得越高会上升得越高. .我们可以通过温度计液面上我们可以通过温度计液面上升的高度比较电流产生的热量升的高度比较电流产生的热量. . 控制变量法控制变量法制定计划制定计划制定计划制定计划（保证煤油的质量、初温、容器等相同。）（保证煤油的质量、初温、容器等相同。）实验设计实验设计实验设计实验设计R1R2S1S2R1SR2探究与通电时间探究与通电时间的关系的关系探究与电流的关探究与电流的关系系探究与电阻的探究与电阻的关系关系R1=R2R1=R2I1=I2I1=I2t1=t2t1=t2R1R2SR演示电阻丝电阻丝结论：结论： 在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产的产生的热量多。生的热量多。探究一：产热多少与通电时间的关系探究一：产热多少与通电时间的关系实验验证实验验证实验验证实验验证R R1 1=R=R2 2S1S2演示电阻丝电阻丝结论：结论： 在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻相同时，电流，电流越越 大大 的产生的热量越多。的产生的热量越多。探究二：产热多少与电流大小的关系探究二：产热多少与电流大小的关系实验验证实验验证实验验证实验验证R2R1I1I2演示电阻丝电阻丝结论：结论： 在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。探究三：产热多少与电阻大小的关系探究三：产热多少与电阻大小的关系实验验证实验验证实验验证实验验证在通电电流和通电时间相同的条件下，在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻电阻越大，越大，电流产生的热量越多电流产生的热量越多. . 在电阻和通电时间相同的条件下，在电阻和通电时间相同的条件下，电流电流越大，电流越大，电流产生的热量越多产生的热量越多. . 在通电电流和电阻相同的条件下，在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间通电时间越长，越长，电流产生的热量越多电流产生的热量越多. . 123实验分析实验分析1.1.内内容容：电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量跟跟电电流流的的平平方方成成正正比比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. . 2.2.公式：公式： Q = I2Rt3.3.单位：单位：I-I-安，安，R-R-欧，欧，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. .注意注意：1.热量跟电流的平方成正比，在电阻和通电时热量跟电流的平方成正比，在电阻和通电时间不变的情况下，若通过一个用电器的电流增加到间不变的情况下，若通过一个用电器的电流增加到3 3倍时，它产生的热量增大到倍时，它产生的热量增大到 倍倍. .2.2.如果导体的电阻为零，那么电流流过导体时还有热如果导体的电阻为零，那么电流流过导体时还有热量产生吗？量产生吗？9英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳做了大量的实验，于做了大量的实验，于18401840年最先精确地年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系，确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系， 得出结论得出结论得出结论得出结论即即焦耳定律：焦耳定律：焦耳定律：焦耳定律：那么是不是所有的电路电流做的功都那么是不是所有的电路电流做的功都等于产生的热量呢？等于产生的热量呢？电热与电功的关系电热与电功的关系若电能全部转化为内能：若电能全部转化为内能：电功全部用来产生热量，如电功全部用来产生热量，如电饭锅电饭锅，则：，则：Q = WQ = W（I I2 2Rt=UItRt=UIt） 若电能部分转化为内能：若电能部分转化为内能：电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如: :电流通过电流通过电动机电动机时，则：时，则：Q W Q W (W=W外Q) （I I2 2RtRtUItUIt）注意：注意：焦耳定律适用于焦耳定律适用于任何用电器任何用电器的的热量热量计算。计算。对于对于纯电阻纯电阻电路电路对于对于非纯电阻非纯电阻电路电路1.一个电加热器，电阻为一个电加热器，电阻为100，工作，工作时通过加热器的电流为时通过加热器的电流为2A，则它工，则它工作作200s产生的热量是产生的热量是( )加深理解加深理解8104 J这段时间内电流做的功是这段时间内电流做的功是（ ）8104 J2.一个电动机正在转动，它两端的电一个电动机正在转动，它两端的电压是压是220V，流过的电流时，流过的电流时3A，该电动，该电动机的电阻机的电阻5，现在转动的时间是，现在转动的时间是100S，则产生的热量是（，则产生的热量是（ ），整段），整段时间电流做的功是时间电流做的功是（ ）4500J6.6104J电热油汀电热油汀电热蚊香电热蚊香电水壶电水壶电熨斗电熨斗电暖器电暖器电炉电炉电热的作用电热的作用：带来的方便带来的方便（取暖、加热食物等取暖、加热食物等.）有害的一面有害的一面:加快散热的方法三：加快散热的方法三：加快散热的方法二：加快散热的方法二：加快散热的方法一：加快散热的方法一：散热片散热片散热孔散热孔散热风扇散热风扇轻则用电器烧坏；重则引发火灾轻则用电器烧坏；重则引发火灾.1.有三个用电器，其中一个为有三个用电器，其中一个为“220V60W”的电风扇，一个为的电风扇，一个为“220V60W”的白炽灯，的白炽灯，一个为一个为“220V60W”电热器，都在额定电电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是（）生的热量是（）A.电风扇最多电风扇最多B.白炽灯最多白炽灯最多C.电热器最多电热器最多D.都一样都一样那么消耗的电能呢？电流做的功呢？那么消耗的电能呢？电流做的功呢？C大显身手大显身手2.如图所示，如图所示，a、b相同容器中分别装有相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别别 为为R1和和R2，且，且R1R2，则闭分开关，则闭分开关S后，后，a、b容器中水温上容器中水温上 升较快的是升较快的是( )A. a容器中的水容器中的水B. b容器中的水容器中的水C. a、b容器中的水温上升的快慢一样容器中的水温上升的快慢一样D.无法判断无法判断B3.下列家用电器中，属于电热器的是（下列家用电器中，属于电热器的是（) A电熨斗电熨斗B电风扇电风扇 C电话机电话机 D洗衣机洗衣机4.下列事例中，不属于利用电热的是（下列事例中，不属于利用电热的是（ ） A. 用电饭锅煮饭用电饭锅煮饭 B. 电热孵卵器孵小鸡电热孵卵器孵小鸡 C. 用电熨斗熨衣服用电熨斗熨衣服 D. 电视机加散热窗电视机加散热窗AD5.假设所有导体都没有电阻，当用电器通电假设所有导体都没有电阻，当用电器通电时，下列说法中正确的是时，下列说法中正确的是( ) A、白炽灯仍能发光、白炽灯仍能发光B、电动机仍能工作、电动机仍能工作C、电饭锅仍能煮饭、电饭锅仍能煮饭D、电熨斗仍能熨烫衣服、电熨斗仍能熨烫衣服B课堂小结课堂小结电流通过导体时，电能转化为内能的现象，电流通过导体时，电能转化为内能的现象，这就是电流的热效应这就是电流的热效应通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这就是焦耳定律就是焦耳定律3 3、电流的热效应的利与弊：电流的热效应的利与弊：1 1、电流的热效应：、电流的热效应：、电流的热效应：、电流的热效应：2 2、焦耳定理：焦耳定理：公式：公式： Q = I2Rt