【沪科版】中学物理公开课优质课件推选------《科学探究：电流的热效应》.ppt

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1、,科学探究：电流的热效应,电流通过导体时电能转化成内能（热能）,这些用电器工作时的共同点是什么?,第四节 科学探究：电流的热效应,电热毯,电熨斗,电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。,电炉,电流的效应是指电流的热效应、化学效应和磁效应。电流的热效应:电流通过导体要发热,这叫作电流的热效应。例如,电灯、电炉、电烙铁等都是应用电流的热效应的例子。电流的化学效应:电流通过导电的液体,会使液体发生化学变化,产生新的物质。电流的这种效果叫作电流的化学效应。例如,电解、电镀、电离等就属于应用电流的化学效应的例子。电流的磁效应:给绕在软铁芯周围的导体通电,软铁芯就产生磁性,这种现象就是电流的

2、磁效应。例如,电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。,【拓展延伸】电流的效应,电流产生的热量与哪些因素有关,猜想：与电流产生的热量有关的因素,现象一、 灯泡通电后,在刚开始通电不是很热,可过了一会就很热。,现象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太 大的变化。,电流I，电阻R，通电时间t,现象三、电饭锅的通电后必需按下加热（煮饭)按钮 开关才能煮熟饭。,控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化 对电热Q的影响,控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化对电热Q的影响,控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化对电热Q的影响,控制变量法,探究实验用什么物理方法？,电流通过导体产生热量,

3、其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？,既看不见也摸不着的科学量,既看得见也能测量的科学量,转化,转化,让电流产生的热量被液体吸收，通过观察液体的热膨胀（观察玻璃导管内的液柱升降）来测量。,控制电阻R、电流I相同:研究通电时间t变化 对电热Q的影响,结论：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越 ，表明电流产生的热量越 。,每隔一分钟记录一下温度计的示数,高,多,控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化对电热Q的影响,结论：对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越 ，表明电流越大，电流产生的热量越 。,相同时间内通过R的电流为，移动R0的滑

4、片,使通过R的电流为0.5。比较R两次所产热的多少,高,多,控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化对电热Q的影响,结论：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越 ，表明电流越大，电流产生的热量越 。,高,多,我们用欧姆定律，能不能推导出电流的热效应跟电阻的关系呢？,P=IU,U=IR,P=IU=IIR=IR,在电流相同的情况下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比。 即：在电流相同时，电阻较大的导体在一定时间内产生的热较多。,结论：,分析论证：,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。,焦耳定律,历史上，英国物理学家焦耳做了大

5、量的实验，探究电流产生的热量跟电流的大小、导体的电阻以及通电时间的关系，他于1840年最终发现：,焦耳定律,1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2公式：Q = I2Rt,焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。,3.单位：I-安，R-欧， t-秒，Q-焦。,非纯电阻电路：W总Q (W总UIt =W外Q),Q = W = UIt = I2Rt,根据欧

6、姆定律U = IR,又 W = UIt，,若电流做的功全部用来产生热量即Q=W,注意：,焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用以下公式来计算热量。,纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt= t=I2Rt,【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热，这是为什么?,电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。,【例2】一台电动

7、机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2 ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为 J，产生的热量为 J。,3800,200,典例精析,【例3】一根60的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？,已知：R=60 U=36V t=5min,求：Q,解：通过电阻丝的电流为：,产生的热量为：,Q=I2Rt =(0.6A)260560s =6480J,答： 5min内共产生的热量是6480J。,一、通电导体放出的热量跟哪些因素有关 当电流、导体的电阻一定时，通电时间越长，产生的热量就越多； 当电流、通电时间一定时，导体的电阻越大，产生的热量就越多； 当电阻、通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。 二、焦耳定律 Q=I2Rt,感谢参与，敬请指导再见！,