173探究电流热效应跟电阻的关系课件.ppt

第十七章电能与电功率第十七章电能与电功率17.3探究电流热效应跟电阻的关系探究电流热效应跟电阻的关系电热器电热器电饭锅电饭锅电烙铁电烙铁热得快热得快电热毯电热毯电炉子电炉子电熨斗电熨斗 电流通过导体时能使导体的电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能，这温度升高，电能转化为内能，这就是就是电流的热效应电流的热效应。二、探究电流的热效应二、探究电流的热效应与哪些因素有关？与哪些因素有关？1.电流的热效应可能与电流的大电流的热效应可能与电流的大小有关小有关2.电流的热效应可能与电阻的大电流的热效应可能与电阻的大小有关小有关3.电流的热效应可能与通电时间电流的热效应可能与通电时间的长短有关的长短有关猜想：猜想：甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。当通电时间、电流相同时，电阻越大电流产生的热量越多。电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越多。电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越多。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。电流热效应跟电阻的关系电流热效应跟电阻的关系在串联电路中，由在串联电路中，由P=I2R可知：可知：电流相等时，导体产生的热量跟电阻成电流相等时，导体产生的热量跟电阻成正比正比电压相等时，导体产生的热量跟电阻成电压相等时，导体产生的热量跟电阻成反比反比在并联电路中，由在并联电路中，由 可知：可知：讨论：讨论：通电导体产生的热量跟电阻到通电导体产生的热量跟电阻到底是成正比还是成反比？你是怎样底是成正比还是成反比？你是怎样理解的？理解的？电流一定（正比）电流一定（正比）电压一定（反比）电压一定（反比）电流热效应的应用与控制电流热效应的应用与控制 早在早在1840年，英国物理学家焦耳年，英国物理学家焦耳通过实验研究发现：通过实验研究发现：通电导体产生的通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体热量，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的电阻成正比，还跟通电的时间成正比比。这就是。这就是焦耳定律焦耳定律Q=I2Rt 单位：焦耳（单位：焦耳（J）我们知道我们知道P=I2R，你能用它解释下面，你能用它解释下面的问题吗？的问题吗？电炉丝接入电路中时，电炉丝热得电炉丝接入电路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发热。这是为什么发热。这是为什么?问题问题1：因为电炉丝与导线是串联，根据因为电炉丝与导线是串联，根据P=I2R可知：可知：通过电炉丝和导线的通过电炉丝和导线的电流相等，电炉丝比导电流相等，电炉丝比导线电阻大，所以电炉丝产生的热量多。线电阻大，所以电炉丝产生的热量多。因此因此电炉丝热得发红，而导线不热。电炉丝热得发红，而导线不热。为什么接在家庭电路中的灯泡，为什么接在家庭电路中的灯泡，100W100W的的要比要比15W15W的亮得多？的亮得多？问题问题2：在上节课，我们知道在上节课，我们知道 ，你能用它解，你能用它解释下面的问题吗？释下面的问题吗？因为两灯泡是并联，根据因为两灯泡是并联，根据 可知：灯可知：灯泡两端的泡两端的电压相等，电压相等，100W的灯泡比的灯泡比15W的灯的灯泡电阻小，所以泡电阻小，所以100W的灯泡产生的热量多。的灯泡产生的热量多。因此因此100W比比15W灯泡更亮。灯泡更亮。电动机电动机1.能量转化：能量转化：电能电能=机械能机械能+内能内能2.总功（电能）：总功（电能）：W总总=UIt3.有用功（机械能）：有用功（机械能）：W有有=Gh4.额外功（内能、热量）：额外功（内能、热量）：1.有一台直流电动机在有一台直流电动机在220V的电压下工的电压下工作时，电流为作时，电流为35A。用它匀速提升质量为。用它匀速提升质量为1400kg的货物，在的货物，在2s内提升了内提升了1m。设电。设电动机输出的能量全部用来提升货物。问：动机输出的能量全部用来提升货物。问：1）2s内电动机对货物做了多少功？内电动机对货物做了多少功？2）这期间电动机的效率是多少？）这期间电动机的效率是多少？3）电动机消耗的电能转化成了哪些形式）电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量？的能量？典型例题典型例题2.在学了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如在学了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置，他想通过该实验测算小电动机提图所示的实验装置，他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率。当他闭合开关后，通过调整实验装置，升重物的效率。当他闭合开关后，通过调整实验装置，使钩码在使钩码在10s内匀速上升了内匀速上升了0.6m，并观察到电压表和，并观察到电压表和电流表的示数分别为电流表的示数分别为3V和和0.2。已知钩码的质量为。已知钩码的质量为50g，求：，求：电动机在钩码匀速上升的电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能。内消耗的电能。在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率为多少？为多少？典型例题典型例题3.如如图图所示的所示的电动电动机是一种使用广泛的机是一种使用广泛的动动力机械，从能力机械，从能量量转转化的角度看它主要是把化的角度看它主要是把电电能能转转化化为为机械能，机械能，还还有有一部分能量在一部分能量在线线圈中以圈中以热热量的形式散失掉。量的形式散失掉。现现有一台有一台电电动动机，当机，当电动电动机两端加机两端加220V电压时电压时，通，通过电动过电动机机线线圈圈的的电电流流为为50A。问问：（1）每分）每分钟该电动钟该电动机消耗的机消耗的电电能是多少，能是多少，（2）已知）已知电电流通流通过导过导体体时产时产生的生的热热量量Q=I2Rt（其中（其中I、R和和t分分别别表示通表示通过导过导体的体的电电流、流、导导体的体的电电阻和通阻和通电电时间时间），若），若该电动该电动机机线线圈的圈的电电阻是阻是0.4，则线则线圈每分圈每分钟产钟产生的生的热热量是多少量是多少?（3）这这台台电动电动机每分机每分钟钟所做的机械功是多少所做的机械功是多少?典型例题典型例题电流热效应的应用电流热效应的应用电流热效应的应用很广泛：电流热效应的应用很广泛：电流热效应的控制（防护）电流热效应的控制（防护）上面这些东西里都装有散热装置，你知道上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安装了什么样的散热装置？了散热措施？安装了什么样的散热装置？散热窗、散热片、散热小风扇散热窗、散热片、散热小风扇散热窗散热窗散热窗散热窗散热片散热片散热片散热片散热风扇散热风扇散热风扇散热风扇1.下列四种电器中，利用电流热效应工作下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（的是（）A、洗衣机、洗衣机 B、录音机。、录音机。C、电视机、电视机 D、电饭锅。、电饭锅。典型例题典型例题D2.有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是()A三根串联三根串联 B三根并联三根并联C两根串联起来，再跟第三根并联两根串联起来，再跟第三根并联D两根并联起来，再跟第三根串联两根并联起来，再跟第三根串联B3.将规格都是将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入台电视机和一把电烙铁，分别接入220V的电路的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（最多的是（）A电烙铁电烙铁 B电视机电视机 C电风扇电风扇 D一样多一样多典型例题典型例题A小结小结1 1、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成 内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应2 2、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、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就是焦耳定律就是焦耳定律3 3、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制