电流的热效应
16.4科学探究：电流的热效应
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 高 ，表明电 流越大，电流产生的热量越 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 高 ，表明电 流越大，电流产生的热量越 多 。
实验结论
请你当设计师： 显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上， 而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳
定律Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大、熔点高 导线：电阻率小、熔点高
电流热效应的应用很广泛：
电流热效应的控制（防护）
散热片
散热风扇
散热窗、散热片、散热小风扇
第四节
科学探究：电流的热效应
上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不 要看
电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开， 很高兴。可是 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。
电饭煲
电油炸锅
电熨斗
电烤箱
电取暖器
电热水器
电热水壶
电烙铁
电热毯
这些常见家用电器的共同特点： 1.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。 2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。 3.电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电 阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
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 每隔一分钟记录一 下温度计的示数
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 高 ，表明电流产生
的热量越 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
焦耳定律及应用
1焦耳定律及应用一、焦耳定律1•电流的热效应：电流的热效应是指电流通过导体时电能转换为热能。
焦耳定律是说明传导 电流将电能转换为热能所满足的规律。
2•内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时 间成正比。
3.公式:Q = I $ Rt其中：Q ――焦耳热一一 J ; I ――电流一一 A ； R ――电阻一一 门；t ――时间一一 s （1）由公式可知， 1J =(1A)2 1V 1s（2）结合欧姆定律 2l= ，可得Q=Ult= t = PtR R 2 U（3）注意：纯电阻电路中，求焦耳热，可用公式 Q =|2Rt =Ult 工人t =P ・t 中任意一个R（具体用哪个公式解题较快应根据具体题目分析。
一般的，如果几个电阻串联或电流相等时2 U 2用公式Q=l Rt 分析较快；如果几个电阻并联或电压相等时用公式 Q t 分析较快）；R 2Q = l Rt 求解。
相应的，如果求纯电阻用电器的 热功率，可用公式f “ WUl 」2中任意一个；求非纯电阻用电器的热功率，只能用R公式P 热=l 2R 求解。
二、应用利用电流的热效应可以制成各种电热器， 女口：电烙铁、电熨斗、电炉、电烤箱、热水器、 电孵化箱等。
1.求纯电阻用电器的焦耳热或热功率2 U 2焦耳热：Q = I 2Rt = Ult t = P tR 2 U “热功率：P 热=1 2R =UI R 2.关于非纯电阻用电器的计算①焦耳热：Q=l 2Rt 热功率：P 热二l 2R对于非纯电阻电路，求焦耳热只能用公式②电功：W 二Ult电功率：P出UI t③机械能：W机=W -Q 机械功率：P机二P-F热④机械效率：严几100%』100%W P2。
3.6.3焦耳定律---电热器(教师版)
焦耳定律电热器【知识点1】电流的热效应1. 电流的热效应（1）概念：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高的现象。
（现实生活中一定存在）（2）实质：电能→内能。
2. 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： （3）影响因素a. 当电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
b. 当电阻、通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
c. 当电流与电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。
（4）实验【运用控制变量法、转换法】【典例】例1 焦耳定律实验在研究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中（如图所示），两个密闭的透明容器中装有等量的空气。
（1）图甲中，两根电阻丝串联的原因是保证 电流和通电时间相同 ，U 形管中液面高度的变化反映了 电阻丝产生的热量的多少；通电10s ，观察到图中两个U 形管中液面高度的变化不相同，这说明：电流产生的热量与 电阻大小有关。
t2R I Q（2）图乙中，通电20s，电阻丝a、b产生的热量之比Qa：Qb=4：1 。
（3）在图乙的实验中，若电阻丝c发生了断路，那么与断路前相比，电阻丝b的功率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）图甲的实验结论能够解释“电炉子工作时，电炉丝热得发红，而与其相连导线却几乎不发热”的现象。
例2 焦耳定律应用一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（）CA．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5QB．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2tC．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5QD．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U例3 证明证明：若将R1与R2并联后接在电压为U的电源上，在时间t内电流通过R1产生的热量为Q1，通过R2产生的热量为Q2，若将R1与R2串联，则t时间内两个电阻产生的总热量Q= 。
电流的5种效应
电流的5种效应一、电流的热效应1. 定义- 当电流通过导体时，导体会发热的现象称为电流的热效应。
这是因为电流通过导体时，导体中的自由电子与导体中的离子（原子实）发生碰撞，将电能转化为内能，使导体温度升高。
2. 焦耳定律- 定量描述电流热效应的规律是焦耳定律，其表达式为Q = I^2Rt。
其中Q表示热量（单位：焦耳，J），I表示电流（单位：安培，A），R表示电阻（单位：欧姆，Ω），t表示时间（单位：秒，s）。
- 例如，在一个电阻为10Ω的导体中，通入2A的电流，经过5s，根据焦耳定律Q=I^2Rt=(2A)^2×10Ω×5s = 200J，即产生200J的热量。
3. 应用与危害- 应用：电热水器、电熨斗、电饭锅等都是利用电流的热效应工作的。
电热水器内部有电阻丝，当电流通过电阻丝时，电阻丝发热，将水加热；电熨斗的发热芯也是利用电流热效应产生热量来熨烫衣物。
- 危害：电流的热效应在一些情况下会造成危害，例如在输电线路中，由于电流通过导线时会产生热量，如果电流过大或者导线电阻较大，产生的热量过多会导致电能损耗增加，同时可能会使导线温度过高，加速导线的老化甚至引发火灾。
为了减少这种危害，在远距离输电时会采用高压输电的方式，根据P = UI，在输送功率P一定时，电压U升高，电流I就会减小，再根据Q = I^2Rt，电流减小则导线上产生的热量Q会大大减少。
二、电流的磁效应1. 发现- 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
他发现当导线中有电流通过时，其下方的小磁针会发生偏转，这表明电流周围存在磁场。
2. 安培定则（右手螺旋定则）- 对于直线电流，用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
- 对于环形电流，让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。
- 例如，在一根通有从左向右电流的直导线周围，根据安培定则，其周围的磁感线是以导线为圆心的同心圆，在导线下方，磁感线方向垂直纸面向里；对于一个环形电流，若电流为顺时针方向，那么其中心轴线上的磁感线方向是垂直于环形平面向里的。
焦耳定律电流的热效应
电热器的安全使用注意事项
01
注意使用电压和电流
在使用电热器时，要确保使用的电压和电流符合产品说明书的要求，不
要超负荷使用，以免发生火灾或电击危险。
02 03
定期检查和维护
定期检查电热器的电线、插头和元件是否完好无损，如有损坏应及时更 换。同时，要保持电热器的清洁，避免灰尘和杂物影响加热效果和安全 性。
电流的热效应的应用
总结词
电流的热效应在许多领域都有广泛的应用。
详细描述
在工业领域，电流的热效应被用于加热、熔 炼、焊接和热处理等工艺过程。在日常生活 中，电热器、电烤箱、电熨斗等电器也是利 用电流的热效应来提供便利。此外，电流的 热效应还应用于医疗领域，如电热疗法和电 烙术等治疗方法。同时，电流的热效应也是 电磁炉和微波炉等现代厨房电器的工作原理
之一。
04
实验演示焦耳定律
实验目的和原理
目的
通过实验演示，探究电流的热效应，验证焦耳定律。
原理
焦耳定律指出，在封闭电路中，电阻器中产生的热量与电流、电阻和时间成正比。即Q=I²Rt，其中Q表示 电阻器中产生的热量，I表示通过电阻器的电流，R表示电阻器的电阻，t表示时间。
实验设备和材料
实验设备
电源、电流表、电压表、可调电阻、 焦耳计（热水容器）以及导线。
电流的热效应
焦耳定律揭示了电流通过导体时产生 热量的规律，即电流通过导体时，由 于电子与导体原子的相互作用，电子 的动能转化为热能。
能量守恒
根据焦耳定律，电流通过导体产生的 热量最终以热能的形式散失到周围环 境中，实现了能量从电能向热能的转 换，符合能量守恒定律。
电流的热效应的微观解释
电流的热效应可以通过微观粒子运动的角度进行解释。
在导体中，电流的流动是由带电粒子（通常是电子）的运动所引起的。
当电流通过导体时，带电粒子会与导体原子或分子相互作用，产生能量的传递和转化，导致导体发热。
微观上，电流的流动实质上是电子在导体中的运动。
当电流通过导体时，电子受到电场力的作用，沿着导体中的自由电子路径移动。
在这个过程中，电子会与导体原子或分子发生碰撞，导致能量的传递。
碰撞过程中，电子将部分动能转化为热能。
这是因为碰撞会引起原子或分子的振动，增加它们的平均动能，从而导致导体温度的升高。
这个过程符合能量守恒定律，即电子失去的动能等于导体获得的热能。
因此，电流通过导体时会产生热效应，导致导体发热。
这种热效应在许多电器和电路中是常见的现象，也需要在设计和运用中考虑和控制，以避免过热或损坏设备。
电流的热效应与导体的电阻有关。
电阻较高的导体在相同的电流下会产生更多的热量。
这是因为电阻越高，电子与导体原子或分子碰撞的频率越高，能量转化为热能的过程也更为显著。
焦耳定律
电流的热效应知识梳理：一、电流的热效应1、含义：电能转化成的内能（电流的热效应）2、探究影响电流热效应的因素①时间；②电流大小；③电阻大小研究方法： 与二、焦耳定律1、焦耳定律：电流通过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，跟通电时间成正比。
2、计算公式：Rt I Q 2=（适用于所有电路） 在纯电阻电路中：t R U UIt Q W 2=== 注：①焦耳定律公式是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，都可以用它来计算电流所产生的热量，即适用于任何用电器产生热量的计算。
②纯电阻电路：串联电路中常用公式：Rt I Q 2= ；并联电路中常用公式：t R U W 2= 计算总热量常用公式Q 总＝Q 1+Q 2（无论用电器串联或并联）3、在电路中的特点： Q 1：Q 2＝R 1：R 2 （串联与电阻成正比）Q 1：Q 2＝R 2：R 1 （并联与电阻成反比）4、当用电器为纯电阻时，W ＝Q （电能全部转化成内能）特例：电动机为非纯电阻，W ＞Q 。
5、应用——电热器：①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。
②原理：焦耳定律③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
④优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
基础巩固：1、电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，如图所示是我们常见的家用电器，其中主要利用电流的热效应工作的是（ ）A ．电视机B ．电饭锅C ．电冰箱D ．电风扇2、关于如图所示实验的说法中错误的是（）A．该实验研究的是电流的热效应B．实验中采用了控制变量法C．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少（第2题）（第3题）3、为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图所示的实验器材，小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”．对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是（）A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容4、如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（）A．a B．b C．c D．三个相同（第4题）（第5题）（第6题）5、小明和小华想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，A瓶中的金属丝是铜丝，B瓶中的金属丝是镍铬合金丝，温度计显示煤油的温度．（1）这两个瓶中所盛煤油的质量应该．（2）小华问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，应该如何解释．（3）将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制和相同．（4）实验过程中，小明和小华发现B瓶中温度计的示数升高的很快，而A瓶中温度计的示数几乎不变化．这是因为．（5）此实验的设计，除下应用了控制变量法，还应用了什么方法？答：．6、如图所示电路中，已知R1＞R2，闭合开关S后（）A．电流通过R1、R2产生的热量Q1＜Q2 B．通过R1、R2的电流I1＞I2C．R1、R2两端的电压U1＞U2 D．R1、R2消耗的电功率P1＞P27、电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是（ ）A ．通过电炉丝的电流比导线的电流小得多B ．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多C ．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多D ．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多8、把一台电动机接入电压220V 的电路中，通过电动机的电流5A ，电动机线圈的电阻为2Ω，1min 通过线圈的电流产生的热量为 ．9、有2安培的电流通过一电阻器，在一定时间内产生一定的热量，如果电流增加到4安培，在相同的时间内产生的热量是前者的（ ）A ．21倍B ．41倍 C ．4倍 D ．2倍 10、已知电流I 安通过电阻R 欧，t 秒内产生的热量是Q 焦．如果电阻减半，电流变为原来的2倍，在相同的时间内产生的热量将是（ ）A ．2QB ．QC ．Q/2D ．8Q能力提升：一、影响电流热效应大小的因素1、如图是探究电流热效应的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，铜丝和镍洛合金丝的长度、横截面积均相同，则（ ）A ．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系B ．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系C ．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同D ．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越多2、如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（ ）A ．甲、乙两次实验都应用了控制变量法B ．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C ．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D ．乙实验通电一段时间后，右侧U 形管中液面的高度差比左侧的小3、为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R 1、R 2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R 1＜R 2，装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（ ）A．在此实验中，电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的B．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关C．比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关D．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多（第3题）（第4题）4、小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实际电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，R A与R B是阻值不同的电热丝．（1）R A与R B采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、相等．（2）小明同学为了比较R A与R B阻值的大小，用电压表分别测出R A与R B两端电压的大小，发现U A＜U B，则R A R B（选填“＞”“＜”或“=”）．（3）在相同的时间内，可通过观察来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，试验液体选用煤油而不选水，主要是水的比热容比煤油（选填“大”或“小”）．（4）通过实验，发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流、通电时间相同的情况下，电阻（选填“越大”或“越小”），产生的热量越多．（5）小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R A换成的电热丝．测量时，水和煤油的初温均为t0，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、t ，请写出煤油比热容的表达式：c煤油=．（已知水的比热容为c水）．煤油小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差，原因主要有：．（只要写出一条即可）二、焦耳定律相关计算1、一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内产生的热量是J．一支电烙铁标有“220V 40W”，在额定电压下通电10min产生的热量是J．2、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A．这台电动机正常工作10s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（）A．W=38000J，Q=2000J B．W=38000J，Q=38000JC．W=722000J，Q=2000J D．W=722000J，Q=38000J3、某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是1200J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是J．4、如图所示电路中，R1=20Ω，电路总电阻为12Ω，电流表示数为0.3A，请计算：（1）电源电压；（2）通电lmin电流通过R1产生的热量；（3）电阻R2的阻值．5、如图所示，电源电压为12V且保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0﹣3A．（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？在10min内电流通过R1所产生的热量是多少？（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R2消耗的最大电功率是多少？6、如图所示，电源电压为9伏，滑动变阻器上标有“2安、10欧”字样，电热丝额定电压和额定功率值分别为6伏和7.2瓦，容器内装有煤油100立方厘米，若电压表读数为5伏，加热时间为7分钟，问煤油的温度将升高多少度？（设电热丝放出的热量全部被煤油吸收，电热丝电阻不随温度而变，煤油的密度为0.8×103千克/米3，煤油比热为0.51卡/（克•℃）．三、比值问题1、将一根电炉丝接在电路中，在时间t内产生的热量为Q1；如果将它对折后接在同一电路中，在相同时间内产生的热量为Q2，则Q1：Q2为（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：22、通过甲乙两个电热器的电流之比为1：2，通电时间之比为2：3，产生的热量之比为2：9，则甲乙的电阻之比为（）A．3：4 B．4：3 C．2：3 D．3：23、如图所示电路中，电阻R1=2R2，当开关S闭合后，在相同时间内R1和R2上产生的热量之比是（）A．1：4 B．1：2 C．2：1 D．4：1（第3题）（第4题）4、如图所示，两电阻R1=R2，电源电压相同，要使甲、乙两电路图中产生的总热量相等，则所需时之比t甲：t乙为（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2课后作业：1、如图所示是探究焦耳定律的实验装置，除了灯丝电阻R 甲＞R 乙外，其余条件均相同．开关闭合，电路接通后，下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断．正确的是（ ）A ．因为通过两电阻丝的电流相等，所以两电阻丝两端的电压相等B ．因为通过乙瓶电阻丝的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快C ．因为甲瓶中煤油的比热容要小，所以甲瓶的温度计示数变化快D ．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多，所以甲瓶的温度计示数变化快2、如图所示，在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水，现将阻值为R 1、R 2的电阻丝（R 1＜R 2）分别按图中的四种方式连接放入水槽，并接入相同电源．通电相同时间后，水温最高的是（ ）A ．B ．C ．D ．3、甲电炉的电阻是乙电炉电阻的2倍，加在甲电炉的电压是加在乙电炉上电压的2倍，则在相同的时间里，甲电炉产生的热量与乙电炉产生的热量相比较（ ）A ．乙是甲的2倍B ．甲是乙的2倍C ．甲是乙的4倍D ．甲、乙产生的热量相等4、两个电阻R 1：R 2=3：2的电阻丝，通过的电流之比为I 1：I 2=2：3，在相同的时间内，它们产生的热量之比是（ ）A ．3：2B ．2：3C ．1：1D ．4：95、两根电热丝电阻分别是R 1=100Ω、R 2=40Ω，当将它们串联后接入某一电源使用时，相同时间内产生的热量Q 1：Q 2= ．若将它们并联后接入某电源使用时，相同时间内产生的热量'1Q ：'2Q = ．6、将两只分别标有“PZ220﹣40”和“PZ220﹣60”的电灯并联在电路中，正常工作时通两灯的电流比为 ，两灯在相同时间内产生的热量之比为 ．7、一个“220V ，1000W”的电炉，接到110V 的电源上使用，要求单位时间内产生的热量不变，可采用的方法是（ ）A ．将电炉丝截去21B ．将电炉丝截去41 C ．将电炉丝对折后使用 D ．将电炉丝三等分再并联使用8、有两根电热丝，R 1=mR 2，若单独用R 1对一壶水加热，则所需时间为t 0．若将这两根电热丝同时连入电路，则烧开同一壶水所需的最短时间为（不计热损失）（ ）A ．01t m B ．01t m m + C ．011t m + D ．01t mm +9、在探究“影响电流热效应的因素”的实验中：（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少．下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是．A．探究电流与电压、电阻的关系B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较．实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是．（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）．实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流，其产生的热量．（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中（填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与中图中的烧瓶电阻（填“串联”或“并联”）．（本题中，三个烧瓶中的液体质量相等）（4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中（填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成，水和煤油吸热的多少是通过（填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的．10、如图所示电阻R1为8Ω，R2为4Ω．求：（1）当开关S断开时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数是多少？（2）当开关S闭合时，电流表和电压表的示数各是多少？通电5min产生多少J的热量？11、如图所示，R1＝400Ω，R2的变阻范围是0—20欧姆，电源电压U＝12V不变。
焦耳定律电流的热效应
实验验证 探究一：产热多少与电阻大小的关系
R2
电阻丝
R1
结论：
演示
在电流、通电时间相同时，阻值
大 的R电1阻产R生2的热量多。
热量与电阻的关系
②电流I ③通电时间t
R甲>R乙 R甲
实验发现：
R甲 中的火柴棒先
被点燃 。
结论：
大 R乙
在电流、通电时间 相同时，阻值
的电阻产生的热量
多。
实验验证 探究二：产热多少与通电时间的关系
P＝Q / t＝I2R
注：像电动机、电风扇这样的用电器，其消耗 的电能主要转化为机械能，故电功率大于热功率
例题
例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为 2安培，问这根电阻丝在30秒内产热多少？
解题格式：
已知： 电阻R=10Ω，电流I=2A，时间t=30s 求： 电热Q
解： 由焦耳定律： Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）
电流的热效应
电流通过导体时会发热，将电 能转化成内能的现象叫做电流 的热效应
.
利用电流热效应工作的装 置，称为电热器
合理猜测
why ？
烫手
不烫手
现象: 电炉丝和导线通过的电流相同。 为什么电炉丝热的发红，而导线 却几乎不发热？
根据此现象，你能提出什么问题？
感受生活
电流的热效应
电流流过导体时，导体就要 发热。
答： 这根电阻丝共产热1200J。
例题
例2：一根50欧姆的电阻丝工作了10秒钟后 产生1.8*104焦耳的热量，问流过这根电阻 丝的电流是多少？
解题格式：
已知： 电阻R=50Ω，热量Q=1.8*104J，时间t=10s
求： 电流I
电流和电阻的热效应
电流和电阻的热效应电流和电阻是电学中的两个基本概念，它们之间存在着密切的关系，并且在电子设备和电路中起着重要的作用。
在这篇文章中，我们将探讨电流和电阻的热效应，并了解它们之间的相互作用。
一、电流的热效应电流的热效应指的是电流通过导体时产生的热量。
根据欧姆定律（Ohm's law），电流与电压和电阻之间的关系可以用公式I=V/R表示，其中I表示电流，V 表示电压，R表示电阻。
当电流通过导体时，电子在导体中发生碰撞，并且产生与阻力成正比的热量。
这是由于电子在经过导体时与导体原子发生碰撞，传递能量并增加了导体的温度。
因此，当电流通过导体时，会产生一定的热量。
在实际应用中，我们经常会遇到导线发热的情况。
例如，当我们使用电炉加热水时，电流通过电炉的导线时会产生热量，从而加热到合适的温度。
同样的道理，电子设备中的电路也会因为电流通过导线而产生热量。
二、电阻的热效应电阻的热效应指的是电阻通过电流时产生的热量。
根据热效应定律，电阻的热量与电流的平方成正比。
即H=I^2Rt，其中H表示电阻产生的热量，I表示电流，R表示电阻，t表示时间。
当电流通过电阻时，电子在电阻内发生阻力碰撞，并且产生能量损失。
这些能量损失以热量的形式释放出来，导致电阻本身发热。
这就是我们常见的电阻发热现象。
电阻的热效应在一些实际应用中非常重要。
例如，电子设备中的电阻需要承受电流的通过，并且能够稳定地工作。
然而，高电流通过电阻时会产生大量的热量，如果没有有效的散热系统，电阻可能会过热并烧坏。
三、电流和电阻的相互作用电流和电阻的热效应之间存在着密切的相互作用。
当电流通过导体时，不仅会产生导线的热量，还会导致连接的电阻发热。
这可以解释为什么电子设备在高负载情况下会出现发热问题。
为了解决这个问题，我们通常会采取一些措施来管理电流和热量。
例如，在电子设备中加入散热装置，如散热片和风扇，以提高热量的散发效率。
此外，还可以选择合适的电阻和导线材料，以减少电流通过时的能量损失。
选修1-1第一章 1.6 电流的热效应
二、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
2、公式：
Q I Rt
2
t，s。
3、式中各量的含义和单位：
Q，J； I，A； R，Ω；
4、应用： 制成各种电热器，如电热水器、电熨斗、 电热毯、保险丝等。
二、热功率
1、定义：电热器在单位时间内消耗的电能叫热功率。
1．焦耳热 Q I 2 Rt
式中各量的含义和单位： Q，J； I，A； R，Ω； t，s。
2
U Q 2．热功率 P I 2 R 或 P R t
单位：瓦（W）
课堂练习和课外作业
课堂练习：P23 问题与练习1、 2、 3、4 课外作业：P23 问题与练习
课堂训练
1、规格为“220V，1000W”的电 炉，求： （1）电炉正常工作时，通过电阻 丝的电流 （2）电炉的电阻
新课标高中物理选修1－1 第一章 电场 电流
一、电流的热效应
前言：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。 1、定义：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。 问题：导体通电时发热的多少与哪些因素 有关？有什么关系？ 实验研究
一、电震实验
4.5A
48.4Ω
例1：在2s内共有12.50×1018个电子通过导体某横
截面，则通过导体的电流强度大小是 ()．
A．1.0A B．6.25×1018A
C．6.25×1017A
D．0.10A
例2：一导体两端的电压为90V，20s内通过导体某 横截面的电量为60C，则通过此导体的电流为 3.0 此导体的电阻为 30 Ω。 A，
电流的热效应
电流的热效应电流的热效应是指电流在导体中流动时产生热量的现象。
根据欧姆定律，电流通过导体时会产生电阻，电阻就会让导体发热。
这种现象广泛应用于各种电子设备中，如电风扇、电热水壶等。
电流的热效应可以通过以下公式来计算：Q = I²Rt其中，Q表示导体所产生的热量，I表示电流的大小，R表示导体的电阻，t表示电流通过的时间。
对于导体来说，电阻是一个重要的参数，它决定了导体会生成多少热量。
电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关。
常见的导体材料有铜、铝、铁等，其中铜的电阻最小，因此在电子设备中常使用铜导线。
而导线的长度越长，电阻就越大，所以电子设备中尽量要缩短导线的长度，以减少热量的产生。
除了导线的材料和长度，环境温度也会影响导体的电阻。
温度越高，电阻就越大，因此电子设备的散热设计非常重要。
在电子设备中，通常会设置散热器或风扇来降低温度，以防止导线产生过多的热量。
电流的热效应不仅存在于导线中，还存在于电子元器件中。
在电子器件中，如集成电路、电阻等，电流经过它们时也会产生热量。
因此，在设计电子器件时，需要合理布局电路、选择合适的材料，以确保电子器件的正常工作。
在实际应用中，电流的热效应不仅是一个问题，还是一种资源。
例如，电热水壶就是利用电流的热效应将电能转化为热能，来加热水。
通过合理利用电流的热效应，可以实现能源的高效利用。
除了电子设备中的应用，电流的热效应还广泛应用于工业领域。
例如，电焊机利用电流的热效应将金属焊接在一起。
电厂中的电力发电装置利用电流的热效应将热能转化为电能，为社会提供电力。
总的来说，电流的热效应是电子学和电工学中的重要现象。
通过合理利用电流的热效应，可以实现能源的高效利用，为社会带来便利。
同时，在应用中也需要重视电流的热效应对设备和材料的影响，合理设计电路和进行散热，以确保设备的正常工作和使用寿命。
电流的热效应和力效应课件
原理
根据焦耳定律，电流通过导体时 ，导体中的电子与导体原子发生 碰撞，将动能转换为热能，产生 热量。
热效应的物理过程
01
02
03
电子与原子的碰撞
电流通过导体时，电子在 电场力的作用下移动，与 导体原子发生碰撞，将动 能转换为热能。
热能的传递
产生的热能通过电子与原 子间的相互作用，传递给 导体原子，使导体的温度 升高。
温度的变化
随着热能的积累，导体的 温度发生变化，导致周围 环境中的温度也发生变化 。Βιβλιοθήκη 热效应的应用电热器
利用电流的热效应，将电 能转换为热能，用于取暖 、烹饪等。
电阻加热
利用电流的热效应对物体 进行加热，广泛应用于工 业生产和实验室研究。
温度测量
通过测量电流通过导体时 的电阻变化，可以间接测 量物体的温度。
在日常使用中，应避免乱拉乱接 电线，以免发生触电或短路事故
。
不使用破损的电器
如有电器出现破损或老化现象， 应及时更换，以免发生触电或火
灾事故。
定期检查电器
应定期检查家中的电器设备，确 保其正常运行，及时发现并处理
潜在的安全隐患。
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THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
电流的热效应和力效 应课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 电流的热效应 • 电流的力效应 • 电流的热效应与力效应的关系 • 电流的热效应和力效应的实验验证 • 安全注意事项
01
电流的热效应
定义与原理
定义
电流的热效应是指电流通过导体 时，由于电阻的存在，将电能转 换为热能的现象。
九年级物理电流的热效应
在设备运行过程中，应密切观察其运行情况，如 发现异常应及时停机检查，避免事故扩大。
3
及时处理异常情况
一旦发现设备出现过热、异味等异常情况，应立 即停机检查，并采取相应的处理措施，确保设备关键知识点总结回顾
电流通过导体时会产生热量，这是电流的热效应 。
电阻、电压与热量关系
电阻越大，电流产生的热量越多。
电压越高，电流产生的热量越多。
电阻和电压同时影响电流产生的 热量，但电阻的影响更为显著。
影响因素分析
电阻大小
电阻越大，产生的热量越多。
环境温度
环境温度越高，导体散热越慢， 产生的热量越多。
电流大小
电流越大，产生的热量越多。
通电时间
通电时间越长，产生的热量越 多。
状态。
电弧炉冶炼
利用电极与炉料之间放电产生的电 弧热来熔化金属，适用于高温冶炼 过程。
感应加热
利用交变磁场在金属导体中产生的 感应电流，通过电阻发热来加热金 属。
塑料加工中加热原理及设备介绍
加热原理
塑料加工中，通过电流热效应加 热塑料原料，使其软化、熔融，
便于成型加工。
设备介绍
塑料加工设备如注塑机、挤出机 等，采用电热圈、电热板等加热
02
加强散热措施
对于易发热的设备，应加强散热措施，如增加散热片、风扇等，以提高
设备的散热效果，降低设备温度。
03
定期检查和维护
定期对设备进行检查和维护，及时发现和处理潜在的安全隐患，确保设
备处于良好的工作状态。
实际操作中注意事项
1 2
严格遵守操作规程
在操作过程中，应严格遵守电器设备的安全操作 规程，避免因误操作而引发安全事故。
电热器--电流的热效应
电热器电流的热效应1．电热器是利用电流做功将电能转变为内能的装置，电热器一般都是由电阻构成的．2．焦耳通过大量实验精确地确定了电流产生热量跟电流强度、电阻和时间的关系：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比．即：Q=I2Rt。
它适用于任何用电器热量的计算．(1)电流的热效应跟电阻大小的关系电流通过导体时电能要转化成热，即导体通电要发热．如果电流通过导体电能全部转化为热，电流通过导体消耗电能就等于电能转化为内能。
利用电功公式W=UIt和欧姆定律公式I=U/R可得电能转化成的内能Q=I2Rt，这个关系式表明，在电流相同的条件下，电能转化成内能率跟导体的电阻成正比．对于电流通过时电能全部转化为热的用电器，电能转化为的内能也可表示为Q=U2t/R，这个关系式表明，在电压相同的条件下，电能转化为内能跟导体的电阻成反比．也就是说，在电压相同时，电阻较大的导体在一定时间内产生的热较少．(2)电流通过电热器消耗的电能电流通过电热器消耗的电能全部转化成热，电热器消耗的电能，即产生的热为Q=Pt=I2Rt 或Q=Pt=U2 t/R ．难点：理解电热器产生热量的实验探究过程及分析、归纳实验结论。
二、电流通过电热器所产生热量的多少与哪些因素有关？4．对于电热器产生热量的多少，我们可以进行定性的比较：将火柴棒插入电阻圈中，火柴先被点燃的电阻圈温度升高得多，产生的）（A）导线有绝缘层保护，能隔热（B）导线散热快，所以温度低（C ）通过导线的电流小于通过电熨斗的电流（D ）导线电阻小，产生热量少点拨：电熨斗是利用电流的热效应制成和工作的，电熨斗的发热体和连接导体串连接在电路中，通过的电流相等、发热体的电阻远大于连接导线的电阻，根据电流的热效应跟电阻大小的关系知，在电流相同的条件下，电阻较大的导体在一定时间内产生的热较多，使得电熨斗很烫，连接导线却不热。
解答：D总结：本题考查运用电流热效应跟电阻大小的关系解释物理现象的能力，理解串联电路各处电流相等和电流相同，通电时间相同时，电能转化成的热跟电阻成正比，是解答本题的关键。
电流的热效应
电流的热效应当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。
实践证明，电流通过导体所产生的热量和电流的平方，导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。
(焦耳定律)这是英国科学家焦耳和俄国科学家楞次得出的结论，被人称作焦耳楞次定律。
公式Q = I^2Rt---------------焦耳定律Q = W=UIT式中：I —通过导体的电流，单位是安培(A);R——导体的电阻，单位是欧姆；t ——电流通过导体的时间，单位是秒(S)；Q——电流在电阻上产生的热量，单位是焦(J)。
注意：1.纯电阻电路:电能只能转化为内能的电路Q=W=UIt=U^2t/R=QU2.非纯电阻电路：有点能转化为机械能等W=UIt>Q=I^2Rt例4：一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为O.8A，电动机正常工作．(1)在求电动机正常工作l min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法小明解W＝UIt＝2V ×O.8 A×6Os＝96J 小华解：W＝I2Rt＝(O.8A)2×1Ω×60s＝38.4J你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由．(2)求电动机正常工作lmin所转化的机械能是多少?教师：实际上小明求出来的是电流做的功，而小华求的是电流所做的功的一部分——电热，对电动机来说的能量转化是电能转化为机械能和内能。
小明对因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，大部分电能转化为机械能，所以电动机工作时电功大于电热1min内这台电动机所转化的机械能W’=W — Q= 96J一 38.4J = 57.6 J应用一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务。
如在白炽灯中，由于通电后钨丝温度升高达到白热的程度，于是一部分热：以转化为光。
发出光亮。
另一方面，电流的热效应也有一些不利因素。
大电流通过导线而导线不够粗时，就会产生大量的热，破坏导线的绝缘性能，导致线路短路，引发电火灾。
电流的热效应和欧姆定律
电流的热效应和欧姆定律电流是我们日常生活中经常遇到的物理现象，它在电力系统中起着重要的作用。
但是，当电流在导体中通过时，它还会产生一种被称为热效应的能量转化。
本文将探讨电流的热效应以及与之相关的欧姆定律。
首先，让我们了解电流的热效应。
当电流通过导体时，导体中的电子会产生碰撞，从而产生摩擦和阻力。
这些碰撞会导致电子流动的能量转化为热能。
这就是电流的热效应。
热效应可以用许多方式来衡量，其中一个常见的方式是通过导体的温升来表示。
当电流通过导体时，导体会受到加热，并使其温度升高。
这种温升是由电流引起的热效应的结果。
通过测量导体上的温度变化，我们可以确定电流对导体产生的热效应。
欧姆定律是描述电流与电压和电阻之间关系的物理定律。
欧姆定律的数学表达式为V = I * R，其中V代表电压，I代表电流，R代表电阻。
根据欧姆定律,当电流通过一个导体时,其电压与电流之间的比例关系是固定的，这个比例关系由导体的电阻值决定。
这意味着，如果我们知道电压和电阻，可以使用欧姆定律来计算电流的大小。
然而，欧姆定律并不完全适用于所有的导体。
某些导体在电流通过时会表现出非线性特性。
这些导体的电阻值会随着电流的变化而变化，因此无法使用欧姆定律来计算电流。
对于这些特殊导体，我们需要使用更复杂的模型和方法来描述电流与电压和电阻之间的关系。
除了热效应和欧姆定律之外，我们还可以通过其他方法来理解电流与能量转化之间的关系。
例如，我们可以使用功率来表示电流通过时的能量转化。
功率是描述能量转化速率的物理量。
在电路中，功率的数学表达式为P = V * I，其中P代表功率，V代表电压，I代表电流。
功率的单位是瓦特（W），它表示每秒转换的能量。
另一个与电流热效应密切相关的概念是电流密度。
电流密度是描述单位面积上电流分布的物理量。
电流密度的数学表达式为J = I / A，其中J代表电流密度，I代表电流，A代表导体横截面积。
电流密度的单位是安培/平方米（A/m^2）。
课堂宝典理化篇-教用(电流的热效应与化学效应)
第1章电流的热效应与化学效应1-1 电流的热效应名词解释1. 电流热效应：电流流经电阻时，将电源所提供的电能转换成热能的现象。
2. 电功率：电器在单位时间内所消耗的电能。
重点整理1. 电流流经电阻时，会将电源所提供的电能转换成热能或光能的现象，称为电流热效应。
2. 1库仑正电荷由高电位移向低电位时，能释放出1焦耳的电能，则此两点之间的电压即为1伏特。
电能（E）＝电量（Q）×电压（V）或V＝E Q3. 电器在单位时间内所消耗的电能，为此电器的电功率（P）。
电功率（P）＝Et電能（）時間（）4. 电器在每1秒（s）内，若能消耗1焦耳（J）的电能，则此电器的电功率为1瓦特（W）。
1瓦特（W）＝1J 1s焦耳（）秒（）5. 灯泡的电功率与灯泡两端的电压大小成正比，且与通过灯泡的电流成正比。
6. 电功率＝P＝Et＝Q Vt⨯＝(I t)Vt⨯⨯＝IV7. 对于欧姆式导体而言：P＝IV＝I2R＝2VR1-2 电力输送重点整理1. 方向始终保持不变的电流，称为直流电，简称为DC；而在电路中，方向与大小会不断作周期性来回变换的电流，称为交流电，简称为AC。
2. 发电厂在输出电能时，会使用大型的变压装置，将电压先升高，以较低的电流输送（因为输出功率固定P输出＝IV，V愈大，则I愈小），来降低输送造成的电能耗损（若I愈小，耗损功率P耗损＝I2R愈小）。
3. 我们在日常生活中，较常使用交流电，因为可以藉由变压器改变电压，以适用各种电器。
1-3 家庭用电名词解释1. 短路：在通路中的灯泡两端加接一条导线，虽然电路整体仍然接通，但灯泡却不亮的情形。
2. 保险丝：一种低熔点金属合金线，用以保护电器及限制流经电器电流量的装置。
重点整理2. 一个电锅上若标示为「110V、800W」，即表示此电锅使用110V的正常电源时，每秒可消耗800焦耳的电能。
3. 电力公司会装设瓦时计（俗称电表），来记录使用电能的总量，一般使用仟瓦．小时（记为kWh，俗称度）为单位。
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不变，探究
和发热量的关系
现象和结果：
实验2：保持 、 设计思路：
不变，探究 和发热量的关系
现象和结果：
实验3：保持 、 设计思路：
不变，探究 和发热量的关系
现象和结果：
实验结论：电流越大、电阻越大、通电时间越长， 导体产生的热量就越大。
一、电阻和电流的热效应
2. 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。 （2） 表达式：Q＝I2Rt。
思考： ①电流通过热水壶时能量转化情况如何？电功率和热功率是什 么关系？ ②电动机工作时的能量转化情况又如何？电功率和热功率是什 么关系？
二、白炽灯
小组抢答环节：阅读教材21页白炽灯， 抢答下列问题： （1）白炽灯是谁发明的？ （2）它的发光原理是什么？ （3）白炽灯工作时能量是如何转化的？ （4）它的发光效率高吗？ （5）你家中或者学校中有哪些浪费电 的现象？你有哪些可行的节约用电的途 径？
（3） 单位：I-A，R-Ω ，t-s，Q-J
（4） 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，为什么？
（5）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？
一、电阻和电流的热效应
3. 热功率 （1）定义：把电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率
（2）用P表示热功率，则表达式：P=Q/t=I2R
观看视频《是真的吗？》
作业
调查你家中有哪些家用电器经常 处于待机状态？估算家中用电器如果 不再处于待机状态，你家每年大约可 以流的热效应
观看动画：你有过这样的经历吗？
电流的热效应
观看动画：你有过这样的经历吗？
电流的热效应
演示实验（微课）
电流的热效应
演示实验（微课）
一、电阻和电流的热效应 1. 探究实验：研究导体通电时发热的规律
实验仪器：
一、电阻和电流的热效应
小组合作探究：
实验1：保持 、 设计思路：