173_探究电流热效应跟电阻的关系.ppt

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1、电烙铁电烙铁电热器电热器电饭锅电饭锅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。17.3 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 电炉丝的电阻比导线的大得多，接入电电炉丝的电阻比导线的大得多，接入电路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发热。这是为什么的导线却几乎不发热。这是为什么?问题问题1：100W100W的灯泡灯丝电阻比的灯泡灯丝电阻比15W15W的小得多，的小得多，为

2、什么并联接在家庭电路中的灯泡，为什么并联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：要解释以上两现象，将涉及电流的热要解释以上两现象，将涉及电流的热效应跟电阻的关系。效应跟电阻的关系。那么那么，电流的热效应跟导体的电阻到，电流的热效应跟导体的电阻到底有怎样的关系底有怎样的关系呢？呢？是成正比还是成反是成正比还是成反比？你是怎样理解的？比？你是怎样理解的？观察电热的方法：观察电热的方法：电阻丝通电发热，便将热量传递给煤油，煤油电阻丝通电发热，便将热量传递给煤油，煤油的温度就会上升。因为两只容器中的煤油质量相的温度就会上升。因为两只容器中的煤油质量

3、相等，比热容也相同，所以煤油温度升的越高，自等，比热容也相同，所以煤油温度升的越高，自然吸收的热量就多了。然吸收的热量就多了。活动活动1 1：实验探究：电流的热效应跟电阻的关系实验探究：电流的热效应跟电阻的关系教材处理思想：教材处理思想：1.如何知道产生热量的多少：如何知道产生热量的多少：在某一段时间内，通过在某一段时间内，通过观察观察 温温度计度计示数的高低，示数的高低，来反映电流通过来反映电流通过导体产生热量的多少；导体产生热量的多少；教材处理思想：教材处理思想：2.运用好控制变量的思想运用好控制变量的思想:(1)选两个相同的容器选两个相同的容器;(2)装等质量的初温相同的煤油装等质量的初

4、温相同的煤油;(3)通电时间要相同通电时间要相同;，要想比较要想比较Q与与R的关系，这两个导体的的关系，这两个导体的电阻是不能一样。电阻是不能一样。测出末温后，便可比较这两个电阻在通测出末温后，便可比较这两个电阻在通电相同时间后所放出的热量多少了。电相同时间后所放出的热量多少了。教材处理思想：教材处理思想：3.如果想找出定量关系，可以这样操作：如果想找出定量关系，可以这样操作：(1)测出煤油的质量测出煤油的质量:m (2)测出初温测出初温 和末温和末温t，(3)查出煤油的查出煤油的 c ，根据公式根据公式 、，算出两电阻在通电相同时，算出两电阻在通电相同时间后所放出的热量。间后所放出的热量。(

5、1)研究电流一定时，研究电流一定时，电流的热效应与导体的电流的热效应与导体的 电阻关系电阻关系n设计实验设计实验AR1R2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。活动活动1 1：实验探究：电流的热效应跟电阻的关系实验探究：电流的热效应跟电阻的关系t t0 0t t1 1t t2 2t t3 3t t1 1-t-t0 0t t2 2-t-t0 0t t3 3-t-t0 0R R1 1=5=5R R2 2=10=10温度温度t/t/电阻电阻R/R/实验结论：当电流一定时，导体的电阻实验结论：当电流一定时，导体的电阻 越大，产生的热量就越多。越大，产生的

6、热量就越多。活动活动1 1：实验探究：电流的热效应跟电阻的关系实验探究：电流的热效应跟电阻的关系精确实验表明：在电流一定时，导体精确实验表明：在电流一定时，导体产生产生的热量跟电阻成正比。的热量跟电阻成正比。精确实验表明：在电压一定时，导体精确实验表明：在电压一定时，导体产产生的热量跟电阻成反比生的热量跟电阻成反比。1.1.在在串联串联电路中，由电路中，由P=UI U=IR,P=UI U=IR,可以得出可以得出 P=IP=I2 2R R 这个这个式子表明：式子表明：电流相等电流相等时，在一定时内时，在一定时内，导体，导体产产生的生的热量跟电阻成热量跟电阻成正比正比 2.2.在在并联并联电路中，

7、由电路中，由P=UI I=U/R,P=UI I=U/R,可以得出可以得出这个这个式子表明：式子表明：电压相等电压相等时，在一定时间内，导体产时，在一定时间内，导体产生的生的热量跟热量跟电阻成电阻成反比反比活动活动2 2：分析论证：电流的热效应跟电阻的关系分析论证：电流的热效应跟电阻的关系 我们知道我们知道P=I2R，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因为电炉丝与导线是串联串联，根据，根据P=IP=I2 2R R可知：可知：通过电炉丝和导线

8、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。为什么并联接在家庭电路中的灯泡，为什么并联接在家庭电路中的灯泡，100W100W的要比的要比15W15W的亮得多？的亮得多？问题问题2：我们知道我们知道RU2P=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

9、泡更亮。RU2P=电流热效应的应用与控制电流热效应的应用与控制1.电流通过具有电阻的导体一定电流通过具有电阻的导体一定要产生热量，我们可以利用电流要产生热量，我们可以利用电流的热效应制作电热器。的热效应制作电热器。2.电流的热效应也会使有些电器电流的热效应也会使有些电器温度过高而影响正常工作，有时温度过高而影响正常工作，有时甚至还会形成火灾。甚至还会形成火灾。电流产生的热量与导体的电阻有关。电流产生的热量与导体的电阻有关。电流产生的热量与导体中的电流大小有关。电流产生的热量与导体中的电流大小有关。电流产生的热量与通电时间长短有关。电流产生的热量与通电时间长短有关。电流通过导体时，导体产生的热量

10、，跟电流电流通过导体时，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。时间成正比。焦耳定律数学表达式焦耳定律数学表达式W=Q单位：焦耳（单位：焦耳（J）电功与与电热的关系（电功与与电热的关系（W与与Q的关系）的关系）在在电电热热器器电电路路 (只只有有电电阻阻的的电电路路)中中：（电电 能能 几几 乎乎 全全 部部 转转 化化 为为 内内 能能）W=Q在在其他电路其他电路中：（如电流通过中：（如电流通过电动机电动机做做功时，大部分电能转化为机械能）功时，大部分电能转化为机械能）W Q电流热效应的应用电流热效应的应用电流

11、热效应的应用很广泛：电流热效应的应用很广泛：电热器一般主要由电电热器一般主要由电阻丝构阻丝构成成 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、

12、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

13、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

14、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电功公式小结W=PtW=UI ItW总=W+W+W+WnW=Q=I I2Rt=.t（仅限于纯电阻电路）W=W2-W1W=n

15、NKWh h=nN3.6 106JU2R要记住喔！要记住喔！=UIUI=电功率公式小结 tnNt3.6 106W=I I2 2R=R=U2RP总总=P+P+P+Pn(仅限于纯电阻电路）要记住喔！要记住喔！例一：根据灯泡铭牌标志例一：根据灯泡铭牌标志“Pz220-40w”可以知道那些物理量？可以知道那些物理量？1、灯泡的额定电压：、灯泡的额定电压：220V.2、灯泡的额定功率：、灯泡的额定功率：40w.3、灯泡的额定电流：、灯泡的额定电流：4、灯泡的电阻：、灯泡的电阻：例例2：L1“220 40w”和和L2“220V 100w”并联在并联在220V的电源上，实际功率各是多少？的电源上，实际功率各

16、是多少？谁较亮？谁较亮？如果串联在如果串联在220V的电源上，实际功率是多少？的电源上，实际功率是多少？谁较亮？谁较亮？解：并联时实际电压等于额定电压，所以实际功率解：并联时实际电压等于额定电压，所以实际功率等于额定功率。等于额定功率。L2较亮。较亮。所以我们发现，瓦数大的灯泡灯丝较短较粗。所以我们发现，瓦数大的灯泡灯丝较短较粗。1.（03安徽）有一台直流电动机在安徽）有一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为的电压下工作时，电流为35A。用它匀速。用它匀速提升质量为提升质量为1400kg的货物，在的货物，在2s内提升了内提升了1m。设电动机输出的能量全部用来提升货。设电动机输出的能量全

17、部用来提升货物。问：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.（05安徽）在学了电学知识后，小明与同学合作组安徽）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升重物的效率。当他闭合开关后，通过调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，使钩码在整实验装置，使钩码在10s内匀速上升了内匀速上升了0.6m

18、，并观，并观察到电压表和电流表的示数分别为察到电压表和电流表的示数分别为3V和和0.2。已知钩。已知钩码的质量为码的质量为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.（08安徽）安徽）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力机械，从能量机械，从能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机械能，械能，还还有一部分能量在有一部分能量在线线圈中以圈中以热热量的形式散失

19、掉。量的形式散失掉。现现有一台有一台电动电动机，当机，当电动电动机两端加机两端加220V电压时电压时，通，通过过电动电动机机线线圈的圈的电电流流为为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