第四节 电 和 热

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1. 在研究电流的热效应跟电阻大小的关系中，实验时 应同时保持的两个物理量是（ ） 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 2. 两只阻值不同的电阻并联在同一电源的两极上，下 列说法正确的是（ ） A．电阻较大的发热较多 B．电阻较小的发热较多 C．通电时间长的发热较多 D．通电时间相同，电 阻 较小的发热多
讨论1:当一个物理量被猜测与多个因素有关， 应用 什么 方法去研究？ 控制变量法 讨论2:用什么方法和器材去观察那些不可见的 物理量？ 转换法
思考：怎样比较通电导体产生的热量的多少？
思路：加热相同质量的液体，观察其温 度的变化
参考装置：
电阻丝
质量相等是为了 为何选择质 控制变量；选择 量相等煤油 煤油是因为煤油 而不是水？ 升温快，水升温 慢，实验时间过 煤 长；含有杂质的 油 水是导体，影响 电阻丝的电阻， 影响实验.
你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？
电热器
水用管状电热器
热水器
饮水机
电烤箱
一、电流的热效应
电流通过导体时，电能要转化成热， 这个现象叫做电流的热效应。 （电流通过导体时，导体会发热）
思考：为什么电炉丝热的发 红，而导线却几乎不发热？ 发热的多少与什么因素有关？
二、探究：电流的热效应与什么因素有关
例2：
有一电炉正常工作时电压为220V，其 电阻为48.4Ω，求它正常工作一小时， 发热多少焦？
三、焦耳定律的理论推导
请比较电炉与电风扇的的工作的工作特点
纯电阻电路：像电炉这种将电能全部转化为电热
即电流做作的功全部用来发热的 用电器， Q=W
Q UIt 纯电阻电路中焦耳定律的推导 ：
Q × I Rt Q=W=Pt=UIt=IR It=I² Rt
Q=I² Rt=(3.5A) ² ×10Ω×3600S=441000J
可见：W＞Q 而且此时欧姆定律成立吗？
不成立
电流通过导体所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。 表达式： Q = I² t R
Q—热量—焦耳（J） I —电流—安培(A)
R—电阻—欧姆(Ω)
t —时间—秒(s)
典型例题 例1：
导体的电阻为5Ω ，通过它的电流为 2A，在1秒内，导体上电能转化为多少 J的热？
W(=UIt)＞Q(I² ) Rt
注意：含有电动机的电路都是非纯电阻电路
例题2：有一电动机其线圈的电阻为10Ω，其正常工作的电压 为220V，工作时的电流是3.5A，其正常工作一小时消耗的电 能和发热的多少？
解：消耗的的电能 W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S=2534400J 产生的热量
设计实验 进行实验
实验表明：在通电时间一定，电阻相同 的情况下，电流越大，发热越多
[实验三] 探索电热与时间的关系
思考：如何探究时间变化对电热的影响？
方法：继续观察B(镍铬合金)装置，延长通电时间， 看煤油温度的变化
设计实验 进行实验
实验表明：在电阻和电流相同的情况下， 通电时间越长，发热越多
二、焦耳定律
提供器材
铜丝
镍铬合金丝
还需要什么器材？
[实验一] 探索电热与电阻的关系
思考：怎样才能使两段电阻不同的导体有相等的 电流和通电时间？
方法:将它们串联在电路中
设计实验：
进行实验：
实验表明：在通电时间一定，电流相 同的情况下，电阻越大，发热越多
[实验二] 探索电热与电流的关系
思考：电阻该如何选择Biblioteka Baidu通电时间怎样控 制？如何变化电流？ 方法：只观察B(镍铬合金)装置，通过滑动变阻器 改变电流，看相同时间内煤油温度的变化
2
U2 Q t =U(U/R)t=U² /Rt R
四、电热的利用和防止
1、电热器：
① 电热饮水机 ② 电熨斗 ③ 电烙铁
④电热孵化器
⑤电烤箱
⑥ 电热水器
2、电热器的发热体： 电阻大、熔点高 3、电热器的优点： 污染小、使用方便 4、防止方法：散热窗、 散热片、散热风扇、通风等
小结：
1、电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫 电流的热效应。 纯电 Q U 2 t 2、焦耳定律：Q=I² Rt R 阻电 路中 Q UIt 3、利用电流热效应来工作的用电器叫电热器， 电热器的发热体：电阻大、熔点大。 4、要从通风、散热等角度来有效地防止电热的 危害。
[猜想与假设] 依照电炉丝的工作过程做出猜想
现象一：电炉丝通电才产生热 猜想：电炉丝产生的热量可能与电流有关 现象二：电炉丝通电时间越长，产生的热量越多 猜想：电炉丝产生的热量可能与通电时间有关 事实：电炉丝的材料是镍铬合金，导线的材料是铜 猜想：导体通电产生热量可能与导体的电阻大小有关
[设计实验]
8.4 电 和 热
想想看吧！
星期天,小明的妈妈出门前嘱咐小明别 看电视,得先完成作业,可是小明等妈妈一 走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始 做作业,妈妈问小明为何没有做完作业,小 明说作业太难,可是小明妈妈只用了一招 就知道小明说了谎,请问,他妈妈是怎样做 的? 她摸了摸电视机的的散热窗，发 现那儿还热着呢
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3. 横截面积相同的两根铁导线，甲比 乙长些，将它们串联后接入电路，则 （ ） A.甲乙两导线的实际功率一样大 B.甲乙两导线放出的热量一样多 C.甲导线的功率比乙导线的功率大 D.通过甲导线的电流比乙导线的电流小
非纯电阻电路： 像电风扇这种把电能主要转化为 其它形式的能，少部分电能转化 为电热的用电器。