【金版学案】2014-2015学年高中物理 第六节 电流的热效应课件 新人教版选修1-1
高中物理 1.6 电流的热效应学案 新人教版选修11
高中物理 1.6 电流的热效应学案 新人教版选修11[学习目标定位] 1.知道电流热效应的决定因素，学习用实验方法研究导体通电时发热的规律.2.理解焦耳定律的内容，并能用焦耳定律解决一些实际问题．一、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、导体的电阻、通电时间成正比．这个规律叫做焦耳定律．2．公式：如果用Q 表示热量，用I 表示电流、R 表示导体的电阻，t 表示通电的时间，焦耳定律可以用Q ＝I2Rt 表示．二、热功率1．定义：在物理学中，把电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率．如果一个电暖器在时间t 内产生的热量为Q ，那么，它的热功率为P ＝Q t＝I2R. 2．单位：在国际单位制中，热功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W.三、白炽灯1．白炽灯的工作原理是利用电流的热效应，使通电的金属丝温度升高，达到白热，从而发光．2．以美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺为代表的一批发明家，发明和改进了电灯.一、电阻和电流的热效应[问题设计]阅读教材，思考并回答下列问题：1．教材在研究电阻与电流的热效应关系时采用了先猜想后实验的研究方法，在实验中研究影响热效应的几个因素时，应用了什么研究方法？2．安装在电路中的保险丝是根据什么原理设计的，它的作用是什么？答案 1.控制变量法.2.电流的热效应，保护电路．[要点提炼]1．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、导体的电阻、通电时间成正比．即Q ＝I2Rt.(2)应用：根据电流的热效应制成各种电热器，如电热水器、电熨斗、电热毯等．2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率．公式：P ＝W/t ＝IU ，单位：瓦(W)．3．热功率：电热器在单位时间内消耗的电能叫做热功率．公式：P ＝Q/t ＝I2R.(1)电动机：电能主要转化为机械能，少部分转化为内能，电功率大于(填“大于”、“等于”或“小于”)热功率．(2)电热器：电能全部转化为内能，电功率等于热功率．各种电热器上都有铭牌，上面标明的额定功率就是它的热功率．4．额定功率是指用电器正常工作时的功率，这时加在用电器两端的电压叫额定电压，通过用电器的电流叫额定电流．二、电功和电热的关系[问题设计]有的用电器消耗电能直接转化为内能，有的用电器消耗电能大部分转化为机械能，部分转化为内能．怎样理解纯电阻和非纯电阻电路？答案 所谓纯电阻电路，就是电路消耗的电能全部转化为内能的电路，则有：W ＝Q ，即有IUt ＝I2Rt ，进而得出U ＝IR.所以欧姆定律适用于纯电阻电路．计算该电路消耗电能的公式和计算在相同时间内产生热量的公式是相同的，可为：W ＝UIt ＝I2Rt ＝U2Rt.同理可得，电功率和热功率关系为：P ＝UI ＝I2R ＝U2R. 所谓非纯电阻电路，就是电路消耗的电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，则有：W>Q.即有UIt>I2Rt ，进而得出：U>IR ，所以欧姆定律不适用于非纯电阻电路．所以计算该电路消耗电能的公式只能用W ＝UIt ；计算在相同时间内产生热量的公式只能用W ＝I2Rt.而公式W ＝UIt ＝U2Rt 不再成立． [要点提炼]1．从能量转化的角度来看电功与电热的关系：(1)纯电阻电路把消耗的电能全部转化成了内能；(2)非纯电阻电路把消耗的电能一部分转化成了内能，另一部分转化为其他形式的能．2．公式适用的范围(1)在计算消耗的电能、电功及电功率时，E ＝W ＝UIt ，P ＝UI 对所有的用电器都适用；(2)在计算产生的电热和热功率时，Q ＝I2Rt ，P ＝I2R 对所有的用电器都适用；(3)只有纯电阻电路Q ＝W ，这些公式才通用；对非纯电阻电路W>Q ，这些公式不能通用；欧姆定律只适用于纯电阻电路．[延伸思考]你能说明电风扇在工作时的能量转化情况吗？答案 电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能．三、白炽灯和节约用电[要点提炼]1．白炽灯(1)原理：利用电流的热效应，使通电的灯丝温度升高，达到白热，从而发光，这就是白炽灯的发光原理．(2)能量转化：白炽灯工作时，电能先转化为内能，一部分内能再转化为光能．2．节约用电的途径(1)家电不要待机；(2)换用节能灯．一、焦耳定律例1 通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I 2时，则在时间t 内产生的热量为( )A ．4QB ．2Q C.Q 2 D.Q 4解析 由功率公式P ＝I2R ，则Q ＝I2Rt ，Q′＝(I 2)2(2R)t ＝I2R 2t ，所以Q′＝Q 2，只有选项C 正确．答案 C针对训练 一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内( )A ．电炉放热和电动机放热相等B ．电炉两端的电压大于电动机两端的电压C ．电炉两端的电压等于电动机两端的电压D ．电动机消耗的功率大于电炉的功率答案 AD解析 由于电炉与电动机的电阻相等，电流也相等，由Q ＝I2Rt 得，相同的时间内放热相等，选项A 正确；由于电动机消耗的电能有一部分要对外做功，所以电动机消耗的功率大于电炉的功率，由P 机＝U 机I ，P 炉＝U 炉I 知，U 机I>U 炉I ，所以电动机两端的电压大于电炉两端的电压，因此选项B 、C 错误，选项D 正确．二、电功和电热例2 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I2Rt ＝U2Rt 只适用于纯电阻电路 C ．在非纯电阻电路中，UI>I2RD ．焦耳热Q ＝I2Rt 适用于任何电路解析 电功率公式P ＝W t ，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关，所以P 越大，Q 不一定越大，A 错；W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝U R 只适用于纯电阻电路，则W ＝I2Rt ＝U2Rt 也只适用于纯电阻电路，B 正确；在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q ，即UI>I2R ，C 正确；Q ＝I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 正确． 答案 BCD针对训练 一台直流电动机的额定电压为U ，额定功率为P ，电动机内电枢导线的电阻为R ，那么它正常工作时的电流是( )A ．等于U/RB ．等于P/UC ．大于U/RD ．大于P/U答案 B解析 由于电动机电路不是纯电阻电路，U>IR ，所以选项A 、C 不正确．电动机的额定功率P 是电动机的输出功率P ＝IU ，所以I ＝P U，故选项D 不正确，选项B 是正确的.1．(对电流热效应的理解)下列用电器的工作原理是利用电流的热效应的是( )A ．电烙铁B ．电炉子C ．电磁炉D ．微波炉答案 AB解析 电烙铁、电炉子是电流通过电热丝而发热，是利用了电流的热效应，故A 、B 正确；电磁炉是利用交变电流产生交变的磁场，从而在锅体中产生涡流而发热；微波炉的工作原理是电流在微波管中产生了电磁波(微波)，微波使水分子高速振荡而加热食物，所以C 、D 项错．2．(焦耳定律的理解)为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应采取下列哪些措施( )A ．保持电阻不变，使电流减半B ．保持电阻不变，使电压减半C ．保持电炉两端电压不变，使其电阻减半D ．使电压和电阻各减半答案 D解析 电阻一定时，使电流减半，由P ＝I2R 知，电功率减为原来的14，可见A 项错；同理，使电压减半，由P ＝U2R 知，电功率也减为原来的14，故B 项错；当电压不变，电阻减半时，由P ＝U2R 知，电功率变为原来的2倍，可见C 项错；由P ＝U2R知，当U 和R 各减半时，电功率变为原来的12，可见D 项正确． 3．(电功和电热的关系)有一只小型直流电动机和一只白炽灯，它们的铭牌上都标有“220 V 40 W”的字样，现将它们并联接在电源电压为220 V 直流电路中，当电路接通后( )A ．在相同的时间内发出的热量相同B ．在相同的时间内消耗的电能相同C ．对它们来说IU ＝I2R 都是成立的D ．对电动机来说IU ＝U2/R 不成立答案 BD4．(焦耳定律的应用)一电热壶工作状态下电热丝电阻为44 Ω，通过电流为5 A ，要使3升水由20 ℃升温到100 ℃，需多少时间？(已知电热壶工作时的效率为80%，水的比热为4.2×103 J/kg·℃，水的密度为1×103 kg/m3)答案 19 min解析 设所用时间为t ，则有I2Rt·80%＝cmΔt ＝cρVΔt故t ＝cρVΔt/(I2R·80%)＝4.2×103×1×103×3×10－3×100－2052×44×0.8s ＝1 145 s≈19 min.。
电流的热效应(共30张PPT)
结论1:电流和电阻相同时，通电时间越长， 电流产生的热量越多。
３.设计实验、实验探究
探究二、电流产生的热 量Q和电阻R的关系
３.设计实验、实验探究
探究二、电流产生的热量Ｑ与电阻Ｒ的关系
R1
R2
（１）实验电路图
R1 < R2
（２）实验器材
1个5欧、1个10（15）欧定值电阻、开关、导 线、 蜡片、学生电源
电饭锅 电炉
通电后都会发热。
一、电流的热效应：
电流通过导体时, 导体会发热,这种现象
二、电流的热效应的影响因素
电流I，电阻R，通电时间t
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 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
知识反馈：
一 填空
1、电视机，收音机，电脑等家用电热器 放置一段时间后，要通电，这是利用 （ 电热 ）来驱潮。 2、电视机外壳的散热窗，计算机的散热 扇，电冰箱放置时后背面与墙壁保持 一定的距离。这是都因为为了防止 （电热 ）带来的危害。
2.判断
(1)在通电时间一定、电阻相同的情 况下，电流通过导体产生的热
上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不 要看电 可是
视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。
用手一摸电视机后盖 后就发现，小明刚看过电视。
导体通电后都会发热。
16.4 电流的热效应
一、电流的热效应：
电流通过导体时, 导体会发热,这种现象 叫电流的热效应.
想一想
说一说
你知道生活中的 哪些用电器存在类似现象?
量跟电流成正比。
（× ）
物理电流的热效应课件新人教版选修
白炽灯 泡
螺丝口
卡口
【例题1】：某某电热器电阻丝的电阻是2 欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热 量是多少焦？
量多。
1.公二式.电：流Q=产I2生Rt热量的(普表遍达适式用) 单位：I—安 R—欧 t—秒
Q—焦
2.焦耳定律
英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840 年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻 和通电时间的关系，即焦耳定律。
内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流 的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电 的时间成正比 。
解：Q= I2Rt=(1A)2 × 2Ω × 60S =120J
【例题2】：一台电动机正常工作时线圈两 端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈 中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒 钟，
求：1 ）消耗的电能W。
2 ）产生的热量Q。
已知：电动机 U=380V I=10A R=2 Ω t=1s
求： （ 1）W （2）Q
解：1 ） W＝UIt ＝380×10×1J ＝3800J
2 ） Q＝I2Rt ＝10 ×10 ×2 ×1J ＝200J
1.6《电流的热效应》
电器的发热现象
电脑中的cpu散热器
使用常识：防火灾 ----勿将空调靠近窗帘
在生活中的应用
热 得 快 电炉
电热水壶
电热毯
电暖气
电熨斗
一.电流的热效应
1.概念： 电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电
流的热效应。
2.电热器: 利用电流做功将电能转换为内能的装置.
人教版《科学探究：电流的热效应》电流做功与电功率2教育课件
互动课堂理解
实验探究:电流产生的热量与相关因素的关系
设计实验
电路图
在两个相同烧瓶中装入等质量的 煤油,瓶中各放入一根电阻丝、 温度计,通电后电流通过电阻丝 产生热量使煤油温度升高,通过 观察温度计升温情况,便可比较 电流产生的热量
实验现象
电流、通电时 间相同时,电阻 丝阻值越大,温 度计示数上升 得越快
导出公式 Q=UIt=UR2t 只适用于纯电阻电路,在非纯电阻电路中,导出式 均不成立。
互动课堂理解
【例题】小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究“导体产生的热量 与其电阻大小的关系”,两只相同的烧瓶中装有适量的煤油。烧瓶 A 中浸泡 着一段铜丝,电阻较小;烧瓶 B 中浸泡着一段镍铬合金丝,电阻较大,温度计 显示煤油的温度。
凡事 都是 多棱 镜，不 同的 角度 会
凡 事都 是多棱 镜 ，不同 的角 度会 看到 不同的 结果 。若 能把 一些 事看 淡了， 就会 有个 好心 境， 若把很 多事 看开 了， 就会 有个 好心情 。 让聚散 离合 犹如 月缺月 圆那 样寻常 ，让 得失 利弊犹 如花 开花谢 那样 自然 ，不计 较， 也不刻 意执 着； 让生命 中各 种的 喜怒哀 乐，就 像风 儿一 样，来 了， 不管是 清风 拂面 ，还是 寒风 凛冽， 都报 以自 然的微 笑， 坦然的 接受 命运 的馈赠 ， 把是非 曲折， 都当 作是 人生的 定数 ，不
算
命
先
生
抓
住
人
性
的
•
•
什
么
事
情
都
是
相
对
的
，
做
为
销
售
人教版高中物理选修1-1第一章第六节电流的热效应
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第六节电流的热效应建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.对于纯电阻用电器，下列说法中正确的是（）A.如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较大B.如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较小C.如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较大D.如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较小2.两个电阻分别标有“1 A，4 W”和“2 A，1 W”字样，则它们的电阻之比是( )A.2∶1B.16∶1C.4∶1D.1∶163.对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是（）A.通过的电流大的灯泡B.两端电压大的灯泡C.电阻值大的灯泡D.消耗电功率大的灯泡4.标有“220 V，25 W”的甲灯与标有“24 V，25 W”的乙灯相比，下列说法中正确的是（）A.甲灯比乙灯亮B.两灯均正常地发光时，亮度一定相同C.甲灯电阻比乙灯大D.甲灯的额定电流一定小于乙灯的额定电流5.用某种金属制成粗细均匀的导线，通以一定大小的恒定电流，过一段时间后，导线升高的温度（）A.跟导线的长度成正比B.跟导线的长度成反比C.跟导线的横截面积成正比D.跟导线的横截面积的平方成反比6.有一台电风扇的铭牌上标有“220 V，50 W”的字样，其线圈的直流电阻为0.4 Ω，如果把它接入220 V的电路中，则下列求电风扇每分钟产生的热量的四种解法中，正确的是（）D.Q=U2Rt=22020.4×60 J= 7.26×106 J7.如图1-6-1所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是（）图1-6-1A.1∶1∶1B.4∶1∶1C.1∶4∶4D.1∶2∶2图1-6-28.A、B两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A、B的伏安特性曲线如图1-6-2所示，则电阻R A、R B和功率P A、P B的关系是( )A.R A＞R BB.R A＜R BC.P A＞P BD.P A＜P B9.甲、乙两根同种材料制成的熔丝，甲的直径d1=0.5 mm，熔断电流为3 A；乙的直径d2=2 mm，熔断电流为8 A，取两根等长的用上述材料制成的甲、乙熔丝并联起来，则该并联电路允许通过的最大电流为（）A.11 AB.10 AC.9.5 AD.8.5 A10.下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断.正常工作时，其中功率最大的是（）二、填空题（本题共8分.请将正确的答案填到横线上）11.16 W电子式节能灯的亮度相当于60 W的白炽灯.如果把家中两盏60 W白炽灯换用两盏16 W电子式节能灯，按每天使用3小时，每月30天计算，每月比原来节电kW·h.三、计算题（本题共6小题，共52分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）12. （8分）一只规格为“220 V，2 000 W”的电炉，求电炉在正常工作时的电阻.若电网电压为200 V，求电炉的实际功率.在200 V电压下，如果平均每天使用电炉2 h，求此电炉一个月要消耗多少度电？13. （8分）两用电器A和B上分别标有“110 V，12.1 Ω”和“110 V，6.05 Ω”.现将A、B串联接在电压为220 V的电源两端，电源内阻不计，且A和B均为纯电阻元件.试计算用电器A和B的实际功率，说明哪一个可能被烧毁.14. （8分）一台电风扇的额定功率是44 W，内电阻为2 Ω，接在220 V的电压下正常运转.求（1）电风扇正常运转时，通过它的电流多大？这台电风扇电动机的效率是多少？（2）若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时会发生什么问题？15. （8分）如图1-6-3所示，两个灯泡A（220 V，100 W）和B（220 V，25 W）串联后接在电路PQ 段.为使两灯泡安全使用，电路PQ所加的电压最大为多少？电路PQ段允许消耗的最大功率为多少？图1-6-316. （10分）如图1-6-4两只灯泡A和B分别标有“110 V，60 W”“110 V，100 W”字样，为了把它们接在220 V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的功率最小，应采用哪种接法?图1-6-4 图1-6-417. （10分）某房间的入户电线，如图1-6-4所示，现有工作电压为220 V的电器如下：100 W的灯泡6只，200 W的电视机1台，1 000 W的电冰箱1台，1 500 W的洗衣机1台，700 W的微波炉1台，1 000 W 的暖风机1台，还有三只额定电流均为8 A的保险盒.如何将上述电器全部合理地接入电路？要求画出接线图，电器用后面指定的符号表示，例如功率为100 W 的灯泡用表示，功率为200 W 的电视机用电视机表示，保险盒用表示.图中A是火线，B是零线.第六节电流的热效应得分：一、选择题二、填空题11．三、计算题12．13.14.15.16.17.第六节电流的热效应参考答案一、选择题1.BD 解析：由P＝I2R可知，如果额定功率相同，则额定电流较大的用电器电阻较小.由公式P＝U2/R可知，如果额定电压相同，则额定功率较大的用电器电阻较小.2.B 解析：由公式P=I2R，得R=PI2则R1=412Ω=4Ω，R2=122Ω=14Ω则R1R2=161.3.D4.BCD 解析：比较两灯泡的亮暗，要看功率大小.因为两灯功率一样，所以正常发光时亮度一定相同.故A错，B对，计算比较后看出C、D两项也对.5.D 解析：利用电流通过电阻产生的电热使导线的温度升高，由能量守恒建立关系式求解.金属导线的电阻为R=ρl/S，通电后产生的电热为Q=I2ρlt/S.设金属导体升高的温度ΔT，由热学知识可知导体需要的热量为Q′=cmΔT=cρ′lSΔT.电流产生的全部热量均被导线所吸收，即：I2ρlt/S=cρ′lSΔT.ΔT=I2ρt/cρ′S2，故正确选项为D.6.C7.C8.BD 解析：由伏安特性曲线可知两电阻R A＜R B；由于A、B两电阻串联，通过A、B的电流相等，根据P=I2R可知P A＜P B，故选B、D.9.D 解析：R1/R2=d22/d12=16.当R1的电流为3A时，R2的电流为3×16A=48A，不行；当R2的电流为8 A时，R1的电流为8/16 A=0.5 A.干路总电流为8 A+0.5 A=8.5 A.10. D 解析：显然正常工作时电视机功率为85 W，电冰箱的功率为70 W，电风扇的功率为65 W，空调的功率为P=UI=1 364 W.因此功率最大的是空调机，选D.二、填空题11.7.92 解析：W=2（P2−P1）t=2×(60-16)×3×30×10−3 kW·h=7.92 kW·h三、计算题12.24.2 Ω 1 653 W 99度解析：设电炉电阻为R，由P=U2/R得在200 V的电压下，一个月好用电能（按30天计算）W=Pt=2×30×1.653 kW·h=99.18 kW·h≈99度.13.A可能被烧毁14.(1)0.2 A 99.8% (2) 110 A 24 200 W 电动机将被烧坏解析：（1）依题意得，电风扇电阻R=U 2P =220244Ω=1 100 Ω，则电风扇正常运转时电流 I=UR=2201 100A=0.2 A.因电风扇是非纯电阻电器，根据能量守恒定律得电动机每秒中转化的机械能：E=Pt−I2Rt=44×1 J−0.22×2×1 J=43.92 J.电风扇效率η=ERt =43.9244×1=99.8%.(2)当电风扇不转动时，电路相当于纯电阻电路，由欧姆定律得I=U/R=2202A=110 A，电路实际消耗的电功率P=U 2R =22022W=24 200 W；由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为热能，电动机将被烧坏.15.275 V 31.25 W 解析：在分析用电器串联使用时，从安全角度考虑，要抓住哪一个用电器先达到额定值，尚未达到额定值的用电器一定不会烧坏，求解时宜用比例法计算.由P=U 2R ，得R=U2P.16.甲图解析：方法一：由R=U2/P知，R A＞R B，因灯泡额定电压均为110 V，则：对甲图，有R B=R并，R 总=R B+R并=2R B；对乙图，有R=R AB，R AB＜R B，R总=R+R AB=2R AB＜2R B.由P=IU=U2R知，甲电路消耗功率最小，应选甲图接法.这是一道要求电路消耗功率最小的问题，当给电路加的电压一定时，电路总电阻越大，电路中的电流就越小，电路消耗的总功率（P=IU）就越小.方法二：对甲图，由于R B=R并，所以电路消耗的总功率P总=2P B=200 W；对乙图，由于R AB=R，所以电路消耗的总功率P总=2×（P A+P B）=2×（60+100） W=320 W，应选甲图接法.17.解析：（电路图如图1-6-5所示）由于U=220 V，I max=8 A，则由P=IU得每个支路最大负载功率P max=I max U=220×8 W=1 760 W，因此可设计出第一个支路为电冰箱与微波炉并联，额定功率为1 000 W+700 W=1 700 W＜P max，第二个支路为洗衣机和电视机并联，额定功率为1 500 W+200 W=1 700 W＜P max，第三个支路为暖风机与六个灯泡并联，额定功率为1 000 W+100 W×6=1 600 W＜P max.图1-6-5点评：用电器的分布力求使每一支路均衡，有利于安全用电和用电设备正常工作.。
高中物理第一章电场电流1.6电流的热效应课件新人教版选修11
探究二 电功率与热功率的关系
电动机和白炽灯正常使用时在电能的转化上有何不同?电功率就是
热功率吗?
要点提示电动机(如电风扇)正常使用时主要把电能转化为机械能,只有一
少部分转化为内能,这种电路又叫非纯电阻电路。而白炽灯在正常使用时可
以认为把电能全部转化为内能,这种电路称为纯电阻电路。由此可见,电
功率与热功率是两个完全不同的概念,只有在纯电阻电路中两者才相等。
方法,在实验中研究影响热效应的几个因素时,应用了控制变量法。 (
)
解析:实验中采用了先控制其中几个量,然后看一个量的影响,这就是控制
变量法。
答案:√
第五页，共21页。
读一读
辨一辨
2.探究讨论。
(1)使用电炉时,发现电炉丝热得发红,但跟电炉丝连接的铜导线并不
怎么热,原因是什么?
答案:电炉丝使用电阻率较高的合金(héjīn)制作,其电阻远远高于铜导
线,导线与电炉丝是串联的,电流相同,根据焦耳定律,导线发热量远远低
于电炉丝。
(2)“220 V,40 W”规格的电炉,在照明电路中正常使用100 min,产生的
热量为多少?
答案:Q=Pt=40×10×60 J=2.4×104 J。
(3)家庭用电中也要节约用电,那么在家庭用电中如何做到节约用电呢?
答案:家电不用时不要待机,应彻底切断电源;换用节能灯等。
B.保持电阻不变,使电压减半
C.保持电炉两端电压不变,使其电阻减半
D.使电压和电阻各减半
第十四页，共21页。
探究(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)二
名师精讲
问题(wèntí)导引
解析:电炉是纯电阻电器,电功率可表示为 P=I2R 或
高中物理 第一章 电场电流 1.6 电流的热效应导学案新人教版选修
高中物理第一章电场电流 1.6 电流的热效应导学案新人教版选修姓名：学号：一、明确目标，自主学习1、学习目标1、在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的基础上引出焦耳定律；2、能通过实验研究导体通电时发热的规律，在实验中接受实验方法的指导：控制变量的方法、比较的方法。
2、预习内容：可以按知识体系设置，最好分层设置1、阅读教材p、19前几段，完成问题思考中的第 1、2题。
2、阅读教材P19《研究导体通电时发热的规律》的实验部分，完成问题思考中的第 2、3、二、合作释疑，互相研讨1、白炽灯泡通电以后，一会儿就热得烫手，电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，这说明电流通过导体后会发热，使导体的温度升高，内能增加，那么，增加的内能从何而来？这种现象叫什么？2、根据我们使用电器的经验，很容易想到，发热的多少与通电时间有关：通电时间越长，发热越多。
试猜想：导体通电时发热的多少与还与哪些因素有关？可能有什么关系？3、① 该实验使用什么仪器或方法来比较两个导体（A和B）发热量的多少？② 为了研究发热量与导体电阻的关系，必须保证其他因素相同（这叫做控制变量法），我们采用什么方法使两个电阻的电流相等、通电时间相等？③ 类似的，为了研究发热量与电流大小的关系，采用了什么方法？合作探究1、分组实验：研究导体通电时发热的规律（1）实验目的_______________________________________________________。
（2）实验装置如左图所示，请在右边方框中画出实验电路图。
（3）实验步骤：（4）实验数据记录：（5）实验结论：_________________________________________________________ ____。
三、精心点拨，启发引导焦耳定律① 焦耳定律的内容：__________________________________ _____。
② 用_______表示热量，用_______表示电流，用_______表示时间，用_______表示导体的电阻。
高中物理 第六节 电流的热效应课件 新人教版选修11
＝______I_热器在单位时间消耗的
栏 目
链
Q
接
____电__能____叫做热功率，即 P＝_____t______＝___I_2_R_____.
第六页，共20页。
二、白炽灯
白炽灯发光原理：利用__电__流__(_d_ià_n_li_ú_)的__热_，效使应通电的金属 丝___温__度_(_w_ē升nd高ù) ，达到___白_热__(_b_á，irè从) 而发光．,
栏 目 链
答案：A
接
第十四页，共20页。
要点二 对焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)的理解
1．焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出
来的，不是用电学公式推导出来的，它适用于所有电路中的
发热计算．
栏
2．对焦耳定律公式
Q＝I2Rt
的理解．在电流和电阻一定
目 链
时，热量与时间成正比；在电阻和时间一定时，热量与电流 接
(diànzǐ)又不断地与晶体点阵上的原子实(失去一些核外电子 (diànzǐ)的金属原子)碰撞，将它的一部分动能传递给原子实，使
栏 目
原子实的热振动加剧，导体的温度就升高了．如图所示．
链 接
由此可见，自由电子(diànzǐ)与晶体点阵上的原子实碰撞，形
成对电子(diànzǐ)定向运动的阻碍作用，是“电阻”产生的根本
栏 目
链
接
答案：D
第十一页，共20页。
变式
迁移
1．(单选)下图中有两个电热器，甲由两条不同的电阻
丝 a、b(电阻分别为 Ra、Rb，Ra＝Rb＝R)并联构成，乙由 两条相同的电阻丝 c(电阻为 Rc)串联构成，已知 Ra＋Rb＝ 2Rc，若用两电热器分别给相同容器内等温等质量的水加 热，问升温快的是( )
高中物理人教版选修11课件：1.6 电流的热效应
•14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。
•15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。
•16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。
类型一
类型二
类型三
焦耳定律的应用
【例3】 如图所示,有一个提升重物用的直流电动机,电动机铭牌
有“电机内阻r=0.6 Ω”的标志。已知电路中的固定电阻R=10 Ω,电
路两端电压 U=160 V,电压表的示数U'=110 V。根据以上数据计算:
(1)通过电动机的电流。
(2)电动机的输入功率。
(3)电动机的输出功率。
红而与之相连的铜导线却不那么热。
答Байду номын сангаас:D
题后反思本题是用焦耳定律来解释生活中的现象,要善于从实际
现象中抓住主要的、关键的条件:①铜线和电炉丝因串联而电流相
等、通电时间相等;②电炉丝的电阻远大于铜导线的电阻。
类型一
类型二
类型三
电功率公式的应用
【例2】 为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半,可采取的
•17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/72021/11/72021/11/711/7/2021
•18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。
2021/11/72021/11/7
电功:W=UIt
电热:Q=I2Rt
同理,电功率和热功率也是两个不同的物理量。
高中物理 第一章 电场 电流 第六节 电流的热效应课件 新人教版选修1-1
2．热量的计算 焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出来的，
不能认为是用电学公式推导出来的，电热公式 Q ＝I2Rt 适用于所 有电路中的发热计算。在非纯电阻电路中，UIt>I2Rt，即消耗的 电能只有部分转化为内能。
1．(2018 年 6 月山东学业水平考试)一阻值为 10 Ω 的定值电阻，
解析：焦耳定律 Q ＝I2R，所以 B 正确。 答案：B
[随堂基础巩固]
1．(2018 年 6 月浙江学业水平考试)不切断电源只按下遥控器的待
机键，电视机即进入待机模式。家用电视机待机功率约 0.5 W，
假设每户家庭使用 1 台电视机，如果在不使用电视机时及时切
答案：C
2．在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的
电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同
的物理量是
()
A．通过它们的电流和加在它们两端的电压
B．通过它们的电流和它们的电阻
C．通过它们的电流和通电时间
D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间 解析：由焦耳定律 Q ＝I2Rt 知，要想验证 Q 与 R 间的关
D．焦耳热 Q ＝I2Rt 适用于任何电路
解析：电功率公式 P＝Wt ，功率越大，表示电流做功越快。对于 一段电路，有 P＝IU，I＝UP，焦耳热 Q ＝(UP)2Rt，可见 Q 与 P、
U、t 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 不对。W＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I＝UR只适用于纯电阻电 路，则 W＝I2Rt＝UR2t 也只适用于纯电阻电路，B 对。在不是纯 电阻的电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以
联在电源上后，若不计散热，则
()
高中物理第一章电场电流第6讲电流的热效应学案新人教版选修
第6讲电流的热效应[目标定位] 1.通过实验方法研究导体通电时发热与导体的电阻之间的关系.2.了解电流热效应跟哪些因素有关，理解焦耳定律，并能用焦耳定律解题.3.知道电功与电热的关系，了解生活中应用焦耳定律的例子，了解节约电能的一些方法.一、电阻与电流的热效应1.电流的热效应：电流通过导体时，使导体温度升高，电能转化为内能.2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比.即Q＝I2Rt.3.热功率：在物理学中，把电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率，即P＝Qt＝I2R.在国际单位制中，热功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W.4.电功率与热功率的关系：电能全部转化为内能时，电功率等于热功率；用电器消耗的电能只有一部分转化为内能时，电功率大于热功率.想一想你所知道的哪些用电器是电能全部转化为内能的？哪些用电器消耗的电能只有一部分转化为内能？它除了转化为内能外，还转化为哪些能量？答案电热器：电能全部转化为内能.电动机：电能主要转化为机械能，少部分转化为内能.二、白炽灯1.白炽灯的工作原理是利用电流的热效应，使通电的金属丝温度升高，达到白热，从而发光.2.以美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺为代表的一批发明家，发明和改进了电灯.想一想电流通过白炽灯泡时，电能转化为什么能？答案电流通过白炽灯泡时，电能全部转化内能.一、电流的热效应及其应用1.电热和热功率电热：Q ＝I 2Rt .热功率：P ＝Q /t ＝I 2R ，电热器在单位时间内消耗的电能.单位：电热的国际单位是“焦耳”，符号是“J”；热功率国际单位是“瓦特”，符号“W”.2.额定功率与实际功率用电器的额定功率是指用电器在额定电压下的功率，这时用电器能安全有效地工作.当电压不符合规定条件时，用电器的功率按实际的电压和电流来计算.实际上用电器并不总是在额定电压下工作，实际功率可以小于额定功率，如果实际电压高于额定电压，实际功率会超过额定功率，容易损坏用电器甚至造成更大的危害，所以实际电压应避免超过额定电压. 3.电流热效应的应用(1)各种电热器；(2)电路中的保险丝.例1 锂电池能量密度高、绿色环保.现用充电宝为一手机锂电池(图1－6－1甲)充电，等效电路如图乙所示，充电宝的输出电压为U ，输出电流为I ，该锂电池的内阻为r ，则( )图1－6－1A.充电宝输出的电功率为UI ＋I 2r B.电能转化为化学能的功率为UI C.锂电池产生的热功率为I 2rD.锂电池产生的热功率为U 2r答案 C解析 充电宝的输出功率P 出＝UI ，A 错误；锂电池产生的热功率P 热＝I 2r ，C 正确，D 错误；电能转化为化学能的功率P ＝P 出－P 热＝UI －I 2r ，B 错误.针对训练1 通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I2时，则在时间t 内产生的热量为( )A.4QB.2QC.Q 2D.Q4答案 C解析 由焦耳定律得，Q ＝I 2Rt ，Q ′＝(I2)2(2R )t ＝I 2R2t ，所以Q ′＝Q2，只有选项C 正确.二、电功与电功率 1.电功与电功率电功：W ＝UIt ，其中U 、I 分别是用电器两端的电压和通过它的电流. 电功率：P ＝UI ，表示消耗电能的快慢.单位：电功的国际单位是“焦耳”，符号是“J”；电功率国际单位是“瓦特”，符号“W”.2.电功与电热的关系(1)在纯电阻电路中，消耗的电能全部转化为内能，故电功与电热相等，即W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt .(2)在非纯电阻电路中，消耗的电能一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，故电功大于电热，即W ＝UIt >Q ＝I 2Rt ，UIt ＝I 2Rt ＋E 其他.例2 下表是某电饭锅铭牌上的部分内容，根据表中信息可得该电饭锅的额定电流为( )电器名称 电饭锅 额定电压 0 V 额定功率 1 100 W 额定容量4.0 LA.0.2 AB.0.5 AC.2.0 AD.5.0 A答案 D解析 根据P ＝UI 可得I ＝P U ＝1 100A ＝5.0 A.故D 正确，A 、B 、C 错误.针对训练2 一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时，用欧姆表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，各家用电器同时使用，测得A 、B 间的电压为U ，进楼线电流为I ，如图1－6－2所示.则计算该幢居民楼用电的总功率P 为( )图1－6－2A.I 2R B.U 2RC.IUD.IU －I 2R答案 C解析 因居民楼里的用电器不全是纯电阻，所以电功率P ＝UI ，C 正确.电流的热效应及其应用1.如图1－6－3所示是某一电器的铭牌.从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是( )图1－6－3答案 A解析 根据铭牌读出用电器的功率为24 W ，选项中电饭锅、熨斗、电水壶都是大功率用电器，只有电风扇的功率较小，故A 正确.2.将一只“0 V，100 W”的小电动机，一台“0 V，100 W”的电视机，一把“0 V ，100 W”的电烙铁分别接到0 V 的电源上，在相同时间内，电流通过它们产生的热量最多的是( )A.电动机B.电烙铁C.电视机D.一样多答案 B解析 电动机、电视机消耗的电能没有完全用来发热，只有电烙铁消耗的电能全部转化为热量，选项B 正确.电功与电功率3.对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是( ) A.P ＝I 2R B.P ＝U 2/R C.P ＝UID.P ＝W /t答案 CD4.如图1－6－4为一种服务型机器人，其额定功率为48 W ，额定工作电压为24 V ，机器人的锂电池容量为20 A·h.则机器人( )图1－6－4A.额定工作电流为20 AB.充满电后最长工作时间为2 hC.电池充满电后总电量为7.2×104C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 答案 C解析 由P ＝IU 知额定电流I ＝P U＝2 A ，选项A 错误；充满电后，锂电池容量为20 A·h，最长工作时间t ＝Q I＝10 h ，选项B 错误；电池充满电后总电荷量Q ＝It ＝20×3 600 C＝7.2×104C ，选项C 正确；以额定电流工作时每秒消耗能量W ＝IUt ＝48 J ，D 错误.(时间：60分钟)题组一、电流的热效应及其应用1.通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的( )A.欧姆B.焦耳C.安培D.法拉第答案 B2.下列用电器的工作原理是利用电流的热效应的是( )A.电烙铁B.电炉子C.电磁炉D.微波炉答案AB解析电烙铁、电炉子是电流通过电热丝而发热，是利用了电流的热效应，故A、B正确；电磁炉是利用交变电流产生交变的磁场，从而在锅体中产生涡流而发热；微波炉的工作原理是电流在微波管中产生了电磁波(微波)，微波使水分子高速振荡而加热食物，所以C、D 项错误.3.电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为( )A.通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少B.电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热C.通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多D.铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少答案 D解析电炉丝和铜导线是串联关系，故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等，电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于：前者的电阻大，后者的电阻很小，根据电流通过电阻发热的公式Q＝I2Rt，在电流相同条件下，相同的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多.因此我们看到电炉通电后，电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热.4.有三个用电器，其中一个为“0 V，60 W”的电风扇，一个为“0 V，60 W”的白炽灯，另一个是“0 V，60 W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是( )A.电风扇最多B.白炽灯最多C.电热器最多D.都一样答案 C解析三个用电器的电功率相同，工作相同的时间消耗的电能相同.电风扇把电能大部分转化为机械能，只有一小部分转化为内能；白炽灯把电能全部转化为内能，又有很少部分的内能转化为光能；电热器把电能全部转化为内能并全部以热量的形式放出.所以A 、B 、D 项错误，只有C 项正确. 题组二、电功与电功率5.两个电阻并联在同一电路中，下列说法正确的是( ) A.电阻大的发热多B.电阻小的发热多C.一样多D.无法比较答案 B6.从白炽灯上标有“0 V ，100 W”的数据中，我们可以确定(不考虑温度对电阻的影响)( )A.该电灯的额定电压为0 V ，额定功率为100 WB.给电灯加上0 V 的直流电压，通过它的电流一定为511 AC.该电灯的电阻为48.8 ΩD.该电灯在电路中发光时，它实际消耗的电功率可能不是100 W 答案 ABD解析 用电器铭牌上的数字为额定值，故选项A 正确；给电灯加上0 V 的直流电压，通过它的电流为I ＝P U ＝1000 A ＝511 A ，故选项B 正确；电灯的电阻根据R ＝U 2P得R 为484 Ω，故选项C 错误；而“0 V，100 W”为正常发光的值，当不正常发光时电功率可能小于100 W ，故选项D 正确.7.不考虑温度对电阻的影响，一个“0 V，100 W”的灯泡，下列说法正确的是( ) A.接在110 V 的线路上的功率为50 W B.接在110 V 的线路上的功率为25 W C.接在440 V 的线路上的功率为400 W D.接在55 V 的线路上的功率为6.25 W 答案 BD解析 不考虑温度对电阻的影响，电灯的电阻为定值，即R ＝U 20P 0＝48 400100Ω＝484 Ω.由P ′＝U ′2R，将110 V 和55 V 分别代入求得实际功率分别为25 W 和6.25 W.而当灯两端电压为440 V 时，已超过额定电压，灯将被烧坏.8.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R ，设通过的电流相同，则(在相同时间内)下列说法正确的是( ) A.电炉和电动机的产生的电热相等 B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C.电炉两端电压小于电动机两端电压 D.电炉和电动机两端电压相等 答案 ABC解析 由Q ＝I 2Rt 知A 正确；由P ＝IU 知B 正确；对于电炉U ＝IR ，而电动机U >IR ，所以C 正确，D 错误.9.浙江临海括苍山风电场总装机33台，其中1号风场10台，2号风场7台，3号风场16台，总容量1.98×107W.在家电中待机能耗较大是电视机，现阶段我国平板电视保有量达到2.5亿台，平均每台待机功率为8 W.请估算括苍山风电场发电多久可供全国的平板电视待机一天( ) A.一天 B.一个月 C.一百天D.一年答案 C解析 2.5亿台电视机每天耗电E ＝npt 天，设括苍山风电场发电t 天可供全国的平板电视待机一天，则P 容t ＝npt 天，t ＝npt 天P 容＝2.5×108×81.98×107天＝100天，故应选C.10.一只电动机的电阻为0.5 Ω，正常工作时通过它的电流为20 A ，在10 s 内转化的机械能为4.2×104J ，求：在这10 s 内电流做了多少功？电动机产生的热量为多少？ 答案 4.4×104J 2.0×103J解析 先计算电热，Q ＝I 2Rt ＝2.0×103J ， 再根据W ＝Q ＋E 机，故W ＝2.0×103J ＋4.2×104J ＝4.4×104J.。
高中物理 1.6 电流的热效应同步备课课件 新人教版选修
当 堂
自 热量越多
主
双 基
导 学
【解析】 由Q＝I2Rt知，电流大，如果时间很短，热量Q
达 标
依然可以很小，A项错误；同理可分析B、C项也是错误的；
只有D项正确．故选D.
J
③单位：_____，符号：__.
电能
课 后
(2)热功率：把电热器单位时间内消耗的______叫做热功
知 能
率．
I2R
瓦
W
检 测
P＝Q菜/t＝_单____，单位：___，符号：___.
新课标 ·物理 选用电器正常工作时的功率，这时加在用
堂 互
电器两端的电压叫__________，通过用电器的电流叫
基 达
学 关？关系是什么？
标
课 后 知 能 检 测
菜单
新课标 ·物理 选修1-1
课
1．电热的探究
堂 互
(1)思路：控制变量法．
动 探
(2)可能因素：电流、电阻、通电时间．
究
(3)方法
课 ①电流、通电时间相同，探究电热与不同电阻的关系．
当
前
堂
自 ②电阻、时间相同，通入不同的电流，探究电热与电流的 双
的关系．
课 后 知 能 检 测
菜单
新课标 ·物理 选修1-1
课
【解析】 电炉丝和铜导线是串联关系，故通过电炉丝的
堂 互
电流与通过铜导线的电流大小相等，电炉丝和铜导线在电 动 探
学性能上的差别在于：前者的电阻大，后者的电阻很小， 究
根据电流通过电阻发热的公式Q＝I2Rt，在电流相同条件
下，相同的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量
课
当
前 间成正比；在电阻和时间相同时热量与电流的平方成正比； 堂
物理选修人教新课标第一章六、电流的热效应课件(共13张PPT)
2．电流通过导体时，导体上产生的热量叫做____电__热__，可 以应用焦耳定律进行计算．
1．在纯电阻电路中，W＝Q，在非纯电阻电路中，W >Q.
生热能的用电2器．，对在这样非的用纯电器电，在阻每电分钟路产生中的热，量的一计 方面电流通过用电器发热，另一
则 1 min 内产生的热量是( 2．在非纯电阻电路中，一方面电流通过用电器发热，另一
物理选修人教新课标课件
六、电流的热效应
1．电流通过导体时能使导体的温度________升__高，电能变为
___内__能___，这就是电流的热效应．
2．一般情况下，同一个发热体，在正常工作的情况下，时
间越长，发热越_____多___． 3．焦耳定律的公式表达式是 Q＝_______I_2.Rt
4．下列电器中，不属于电热器的是(
金属丝温度升高，达到白热，从而发光．
1．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程． 2．电流的热效应，实质是电能转化为内能，原因是大部分
用电器或导体都具有电阻，都要有部分电能转化为内能．
【例1】某阻值为 4 Ω的定值电阻，通过的电流为 0.5 A，
则 1 min 内产生的热量是(
)
A．2 J
生热)．这里 W 与 Q 不再相等，应该是 W＝E其他＋Q.电功只能 用 W＝UIt 计算，电热就只能 Q＝I2Rt 计算．
【例2】一电动机线圈的电阻为 1 Ω，线圈两端所加电压为
2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．求电动机正常工作1 min
所消耗的电能是多少(
)
A．96 J
B．38.4 J
____________成正比，这就是焦耳定律，表达式：Q＝______. 1．导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，电场力
高考物理 16 电流的热效应课件 新人教版选修11
学习(xuéxí)·探究区
[要点提炼]
1．从能量转化的角度来看电功与电热的关系：(1)纯电阻电
本 路把消耗的电能全部转化成了 内能(n；èi nénɡ)
学
案 栏
(2)非纯电阻电路把消耗的电能一部分转化成了内能，另一
目 开
部分转化为
其他(qítā)形式的能
．
第十三页，共25页。
学习(xuéxí)·探究区
学
案 栏
U 和消耗的电能 E 各是
(A )
目 开
A．U＝4 V，E＝16 J
B．U＝8 V，E＝16 J
C．U＝4 V，E＝32 J
D．U＝8 V，E＝32 J
第二十二页，共25页。
自我(zìwǒ)·检测区
2．有一只小型直流电动机和一只白炽灯，它们的铭牌上都
标有“220 V 40 W”的字样，现将它们并联接在电源电压
与通过铜导线的电流大小相等，电炉丝和铜导线在电学性
能上的差别在于：前者的电阻大，后者的电阻很小，根据
本
学 案
电流通过电阻发热的公式 Q＝I2Rt，在电流相同条件下，相
栏 目
同的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得
开
多．因此我们看到电炉通电后，电炉丝热得发红而与之相
连的铜导线却不那么热．
答案(dáàn) D
本
学 案
＝IR.所以欧姆定律适用于纯电阻电路．计算该电路消耗电
栏 目
能的公式和计算在相同时间内生热的公式是相同的，可为：
开
W＝UIt＝I2Rt＝UR2t.同理可得，电功率和电热功率关系为：
P＝UI＝I2R＝UR2.
第十一页，共25页。
学习(xuéxí)·探究区
高中物理第一章电场电流电流的热效应导学案新人教选修
第6节电流的热效应班级：姓名：学号：一、明确目标，自主学习1．学习目标1.在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的基础上引出焦耳定律；2.能通过实验研究导体通电时发热的规律，在实验中接受实验方法的指导：控制变量的方法、比较的方法。
2. 预习内容：可以按知识体系设置，最好分层设置1、阅读教材p.19前几段，完成问题思考中的第1、2题。
2、阅读教材P19《研究导体通电时发热的规律》的实验部分，完成问题思考中的第2、3、二、合作释疑，互相研讨1、白炽灯泡通电以后，一会儿就热得烫手，电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，这说明电流通过导体后会发热，使导体的温度升高，内能增加，那么，增加的内能从何而来？这种现象叫什么？2、根据我们使用电器的经验，很容易想到，发热的多少与通电时间有关：通电时间越长，发热越多。
试猜想：导体通电时发热的多少与还与哪些因素有关？可能有什么关系？3、①该实验使用什么仪器或方法来比较两个导体（A和B）发热量的多少？②为了研究发热量与导体电阻的关系，必须保证其他因素相同（这叫做控制变量法），我们采用什么方法使两个电阻的电流相等、通电时间相等？③类似的，为了研究发热量与电流大小的关系，采用了什么方法？合作探究1、分组实验：研究导体通电时发热的规律（1）实验目的_______________________________________________________。
（2）实验装置如左图所示，请在右边方框中画出实验电路图。
（3）实验步骤：（4）实验数据记录：（5）实验结论：_____________________________________________________________。
三、精心点拨，启发引导焦耳定律①焦耳定律的内容：__________________________________ _____。
②用_______表示热量，用_______表示电流，用_______表示时间，用_______表示导体的电阻。
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变式 迁移
2．(单选)为了使电炉的热功率减小到原来的一半，应采取 下列哪些措施( ) A．保持电阻不变，使电流减半 B．保持电阻不变，使电压减半 C．保持电炉两端电压不变，使其电阻减半 D．使电压和电阻各自减半
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变式 迁移
解析：电炉是纯电阻电器，电阻一定时，使电流减半，
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变式 迁移 A．放甲电热器的容器 B．放乙电热器的容器 C．一样快 D．无法确定
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变式 迁移
U2 U2 P＝ ，乙图中的功率为 P＝ ，因为是同一电源所以电压相同， R并 R串 栏 R 只需比较电阻即可，R 并＝ <R 串 ＝2R，所以 P 甲 >P 乙，故选 A. 目 链 2 接 答案：A
2
答案：D
例 1 电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导 线却不那么热，这是因为( ) A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少 B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快， 栏 目 所以就不那么热 链 C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多 D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少
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一、电阻与电流的热效应
1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟 电流的二次方 导体的电阻 、____________ 通电时间 成正比．即 Q ___________、_____________ 2Rt I ＝______________. 2．热功率：在物理学中，把电热器在单位时间消耗的 栏 目
3 ．应用时不论什么电路其热量都可以用 Q＝ I2Rt 来计 算．只有在纯电阻电路中计算热量时才能使用 Q＝IUt 和 U2 Q＝ t.纯电阻电路的意思是除电源外，只有电阻元件的电路， R 栏 例如含有电灯、电烙铁、熨斗、电炉等用电器的电路，它们只 目 链 是发热．它们都是纯电阻电路．但是，含有电冰箱、电风扇等 接 电器的电路，除了发热以外，还对外做功，这些是非纯电阻电 路．
第一章
电场
电流
第六节 电流的热效应
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电阻是怎样形成的 当通过电源把电场加在金属导体上时，金属导体中的自由 电子在电场力作用下做定向运动的过程中，电场力对自由电 子做功，使电子的动能增大，同时，自由电子又不断地与晶 体点阵上的原子实(失去一些核外电子的金属原子)碰撞，将它 栏 的一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，导体 目 链 接 的温度就升高了．如图所示． 由此可见，自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞，形成对 电子定向运动的阻碍作用，是 “ 电阻 ” 产生的根本原因，也 是电阻元件在通电时发热的原因．
解析：根据 Q＝W＝Pt，功率大的升温快，甲图中的功率为
要点二
对焦耳定律的理解
1．焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出 来的，不是用电学公式推导出来的，它适用于所有电路中的 发热计算． 栏 目 2．对焦耳定律公式 Q＝I2Rt 的理解．在电流和电阻一定 链 时，热量与时间成正比；在电阻和时间一定时，热量与电流 接 的平方成正比；在电流和时间一定时，热量与电阻成正比．
Q 2 电能 IR t __________叫做热功率，即 P＝___________ ＝__________.
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二、白炽灯
电流的热效应 ， 白炽灯发光原理： 利用_______________ 使通电的金属 白热 ，从而发光．, 温度 升高，达到________ 丝________
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接
解析： 电炉丝和铜导线是串联关系， 故通过电炉丝的电 流与通过铜导线的电流大小相等． 电炉丝的电阻很大， 铜导 线的电阻很小，由 Q＝I2Rt 知，在电流相同的条件下，相同 栏 的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多． 目 答案：D
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变式 迁移Leabharlann 1．(单选)下图中有两个电热器，甲由两条不同的电阻 丝 a、b(电阻分别为 Ra、Rb，Ra＝Rb＝R)并联构成，乙由 两条相同的电阻丝 c(电阻为 Rc)串联构成，已知 Ra＋Rb＝ 2Rc，若用两电热器分别给相同容器内等温等质量的水加 热，问升温快的是( )
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要点一
电流通过电阻产生焦耳热
电阻对电流的阻碍作用是因为定向移动的自由电荷跟 不能自由移动的粒子之间碰撞， 这种碰撞使自由电荷的电能 减少，而不能自由移动的粒子热运动加剧，使电能转化为内 栏 能，引起导体发热，通过电流做功，电能完全转化为电路的 目 链 2 U 接 2 内能．因而电功等于电热，有 W＝UIt＝ I Rt＝ t，P＝UI R 2 U ＝I2R＝ . R
1 由 P＝I R 知， 电功率减为原来的 ， A 错； 同理， 使电压减半， 4 U2 1 由 P＝ R 知，电功率也为原来的 ，故 B 错；当电压不变，电 栏 4 目 2 链 U 阻减半时，由 P＝ R 知，电功率变为原来的 2 倍，C 错；当 U 接 1 和 R 各减半时，电功率变为原来的 ，D 正确． 2
例 2 一只规格为“220 V,2 000 W”的电炉， 求在正常工作时 的电阻．若电网电压为 200 V，求电炉的实际功率．在 220 V 电 压下，如果平均每天使用电炉 2 h，求此电炉一个月要消耗多少 度电．(一个月按 30 天计)
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U2 解析：设电炉电阻为 R，由 P＝ 得 R U2 2202 R＝ ＝ Ω＝24.2 Ω， P 2 000 当电压为 U′＝200 V 时，电炉的实际功率为 U′2 2002 P′＝ ＝ W＝1 653 W， P 24.2 在 220 V 的电压下，一个月耗用电能(按 30 天计) W＝Pt＝2×30×2 kW· h＝120 kW· h. 答案：24.2 Ω 1 653 W 120 度