九年级物理四、电流的热效应

四、 电流的热效应
三 焦耳定律
电流通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_时__间____成正比。用公式表 示为___Q_＝__I_2R_t____。
[注意](1)纯电阻电路中， W＝Q＝UIt＝UR2t＝I2Rt。(2)非 纯电阻电路中， W>Q，计算电热只能用公式 Q＝I2Rt，计算电功 只能用 W＝UIt＝Pt。
四、 电流的热效应
(2)为了探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，她 连接了如图甲所示的电路。闭合开关，调节滑动变阻器使 电流为I1，按下计时器并每隔1 min记录一次温度计的示数。 她接下来的操作应该是 _将__用_过__的__煤_油__倒_出__，__倒_入__质_量__和__初_温__与_之__前__相_同__的_煤__油__，_调__节_滑__动_变__阻__ _器__，_改__变__电_路__中_的__电__流_，__重_复__上__述_实__验____。
四、 电流的热效应
(3)为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，她连接了如 图乙所示的电路，她这样做的好处是 __便_于__控_制__电_路__中__的_电__流_、__通__电_时__间_相__等___。
(4)该实验探究过程中应用了控制变量法，请再列举两个应用 此方法的实验：①__探__究_电__阻_的__大_小__与__什_么__因_素__有__关__； ②__探__究_电__流_与__电__压_、__电_阻__的__关_系___。
四、 电流的热效应
例4 某直流电动机线圈的电阻是1.5 Ω ，把它接在稳压电源上， 闭合开关，电动机正常工作，通过线圈的电流是2 A，在20 s 内电动机所做的机械功是1080 J。问： (1)这段时间内，电流通过线圈产生的热量是多少？ (2)这段时间内，电流通过电动机做的功是多少？电源电压是 多少？ (3)如果在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，此时电 动机中的电流是多少？
四、 电流的热效应
U2 （220 (1)“热得快”产生的热量：Q＝W＝ R t＝ 48.4
V）2
×300 Ω
s＝3×105
J。
U2 （220 (2)“热得快”正常工作时的功率：P＝ R ＝ 48.4
V）2
＝1000 Ω
W，
电阻丝实际消耗的功率：P′＝P×81%＝1000 W×81%＝810 W；
根据 P＝I2R 可知，此时电路中的电流为 I＝
电流的热效应
定义 焦耳定律的内容及分式 电热与电功的关系 电热的应用及危害的防止
四、 电流的热效应
课堂反馈
1.下列几个家用电器中，以利用电流热效应工作为主的是( D )
A．电冰箱
B．空调
C．洗衣机
D．电暖器
四、 电流的热效应
2．小明利用如图22－1所示的装置探究“通电导体产生的热量与 哪些因素有关”。在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放 置一根电阻丝，R甲＞R乙。
四、 电流的热效应
4．李师傅帮助学校设计了一台电保温箱，保温箱电阻丝的阻值 是40 Ω ，当电阻丝通过5 A电流时，30 s内产生的热量是 _3_×__10_4__J。
5．电炉丝热得发红，而跟它串联的导线却几乎不发热，这是因 为通过它们的电流__相_等___(选填“相等”或“不相等”)，而 导线的电阻比电炉丝的电阻__小__(选填“小”或“大”)得多。
四、 电流的热效应
6．交流与评估：(1)电热不能直接测量，可以通过液体温度升高 的情况判断通电导体产生热量的多少，这种方法称为“转换法”。 (2)此实验中运用了控制变量法。例如：研究导体产生的热量和电 阻的关系时，控制电流和通电时间相同；研究热量和电流的关系时， 控制电阻和通电时间相同。 (3)实验时，要控制煤油的初始温度和质量相同。
四、 电流的热效应
6．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，但有时它也会 给我们带来危害，下列情况不属于防止电热造成危害的是( C ) A．电视机的后盖有许多孔 B．电动机外壳有许多散热片 C．家电长时间停用，隔段时间应通电一次 D．电脑机箱内有小风扇
谢 谢 观 看！
(3)实验还表明，通电时间越长，玻璃管中液柱上升越高，电流通过 导体产生的热量就越__多__。
四、 电流的热效应
3．电流通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__时_间__成正比，这个规律叫__焦_耳__定__律___， 它可以用公式表示为__Q_＝_I_2R_t___。热量的国际单位是___J __(用 符号表示)。
四、 电流的热效应
[易混辨析]电流通过导体或用电器要做功，其做功的过程就 是把电能转化为其他形式能的过程。纯电阻电路中，消耗的电能 全部转化为内能，此时电功等于电热，如电热毯、电烙铁、电饭 煲、电取暖器等；当电路中电流做功的结果除了有热量产生外， 还有其他形式的能产生，如机械能、化学能、声能等，则此时电 功一定大于电热，如电风扇、洗衣机、电视机等。
四、 电流的热效应
(1)电流通过线圈产生的热量：Q＝I2Rt＝(2 A)2×1.5 Ω ×20 s ＝120 J。
(2)电动机工作过程将电能转化为机械能和内能，电流通过电动
机做的功：W＝W 机＋Q＝1080 J＋120 J＝1200 J；
电源电压：U＝IWt＝2
1200 J A×20
s＝30
V。
(3)当电动机因故障卡住无法转动时，电动机中的电流：I′＝UR＝
第十三章 电功和电功率
四、 电流的热效应
第十三章 电功和电功率
四、 电流的热效应
新知梳理 应用示例 课堂小结 课堂反馈
四、 电流的热效应
新知梳理
一 电流的热效应
电流通过导体时，导体会__发_热__的现象。
四、 电流的热效应
二 实验探究：影响电流热效应的因素
1．猜想与假设：电流的热效应可能与电流、电阻和通电时间 有关。 2．实验器材：电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器、电 阻丝、煤油等。
图22－1
四、 电流的热效应
(1)接通电路一段时间后，比较两个烧瓶的玻璃管中的液柱哪个 上升得高。实验结果：__甲__瓶中的液柱上升得高，这表明在 __电_流___和__通_电__时_间__相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。
四、 电流的热效应
(2)在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大 电流，重做上述实验，通电时间与(1)中相同。在两次实验中， 比较甲瓶(或乙瓶)玻璃管中的液柱哪次上升得更高。实验结果： 在第二次实验中玻璃管中的液柱上升得较__高__，这表明在__电_阻__ 和_通__电_时__间__相同时，电流越大，导体产生的热量就越__多___。
四、 电流的热效应
四 电热的应用及其危害的防止
电流的热效应在生产、生活的各个方面应用很广泛，如电烤 箱、电炉、电热毯、电烘干机等。但也有一部分用电器不需要电热， 如电风扇、电视机、计算机、洗衣机等，可采用设置散热孔、散热 片或在发热部位安装电风扇等方法散热。
四、 电流的热效应
应用示例
类型一 电流的热效应
四、 电流的热效应
[实验点拨]探究实验中用到了控制变量法和转换法。在 探究电流的热效应与电阻的关系时，保证电流、通电时间一 定；在探究电流的热效应与电流的关系时，保证电阻、通电 时间一定。实验中用温度计示数上升的多少来表示电阻产生 热量的多少。
四、 电流的热效应
类型三 电热的计算
例3 小王同学自制了一只“热得快”，这只“热得快”是用一根 电阻为48.4 Ω 的电阻丝制成，将它接在220 V的家庭电路中使 用。求： (1)该“热得快”5 min内产生的热量。 (2)为了安全，小王同学将一只工作指示灯与电阻串联使用， 经测量电阻丝消耗的功率为原来功率的81%，求指示灯的电阻。
30 1.5
V ＝20
Ω
A。
四、 电流的热效应
[易混辨析]混淆实际问题中的电功与电热的原因在于不理解 常用的家用电器工作时能的转化情况。电动机工作时，将电能转 化为机械能和内能，则有W＝W机＋Q；其中，电流通过电动机做功 W＝UIt，电流通过线圈产生的热量为Q＝I2Rt。
四、 电流的热效应
课堂小结
四、 电流的热效应
4．实验表格 实验次数 电阻/Ω 电流/A 通电时间/s 初始温度/℃ 结束温度/℃ 1
2
3
四、 电流的热效应
5.实验结论：(1)在电流大小和通电时间相同的情况下，_电__阻__越 大，产生的热量__越_多___，液体温度升高得__越__高__。 (2)在电阻阻值和通电时间相同的情况下，__电_流__越大，产生的热 量__越_多___，液体温度升高得__越_高__。 (3)在电流大小和电阻阻值相同的情况下，_通__电_时__间__越长，产生的 热量__越_多__，液体温度升高得__越__高__。
例1 将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和 一张电热毯分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正 确的是( D ) A．三个用电器产生的热量一样多 B．电风扇产生的热量最多 C．电视机产生的热量最多 D．电热毯产生的热量最多
四、 电流的热效应
[解析]三个用电器的额定电压、额定功率都相同，将它们接在家庭电路 中，消耗的电能相同；电风扇中的电动机将电能大部分转化为机械能， 电视机消耗的电能有一部分转化为光能和声能，电热毯将电能全部转化 为内能，故产生热量最多的是电热毯。
四、 电流的热效应
3．实验步骤 (1)如图13－4－1甲所示，在两个烧瓶中密封着等质量的煤油，选 择两个阻值不同的电阻丝(R1>R2)，将它们串联在电路中；闭合开 关，使它们的通电时间相等，观察温度计的示数。
图13－4－1
四、 电流的热效应
(2)如图乙所示，将两根相同的电阻丝(R3＝R4)并联，使两个滑动 变阻器分别和两个支路的电阻丝串联，以改变各支路中电流的大小； 闭合开关，使它们的通电时间相等，观察温度计的示数。 (3)重复步骤(1)的操作，改变通电时间，观察温度计的示数。
P′ R＝
810 48.4
WLeabharlann Baidu45
Ω ＝11
A；
U 220 V
电路的总电阻为 R 总＝I＝ 45 11
≈53.8
A
Ω；
指示灯的电阻为 R 指示灯＝R 总－R＝53.8 Ω －48.4 Ω ＝5.4 Ω 。
四、 电流的热效应
[方法指导]电热计算的注意事项 在计算电热时，若为纯电阻电路，则 Q＝W，故可以利 用 Q＝W＝Pt＝UIt＝UR2t＝I2Rt 计算；若为非纯电阻电路， 则只能利用 Q＝I2Rt 计算电热。还要注意：公式中的每一 个物理量，对应的都是同一时刻、同一用电器的相关物理 量。
四、 电流的热效应
类型二 影响电流热效应的因素
例2 小梦选取了如图13－4－2所示的实验器材探究电流产生的热 量与哪些因素有关。
图13－4－2
四、 电流的热效应
(1)选取两个相同的玻璃瓶，装入相同质量的煤油，接入不同 的电阻丝并插上温度计的目的是 _采_用__控_制__变__量_法__探_究__电__流_产__生_的__热__量_与__电_阻__的__关_系__；_②__用__温_度__计_示__数_的___ _变_化__来_显__示__电_流__产_生__热__量_的__多_少____。