初中物理电流的热效应动画课件

注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍
时，它产生的热量增大到 倍
9
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得出结论
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律. 若电流做的功全部用来产生热量即Q = W 又∵W = UIt ∴Q = W = UIt = I2Rt
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用 Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量.
演示实验 实验目的
比较热量
探究电流的热效应跟哪些因素有关
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油
温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的
液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多，液面就会上升 得越高.我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生 的热量. （转化法）
注意：
纯电阻电路：W=Q=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt 非纯电阻电路：W＞Q (W＝UIt =W其他＋Q)
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交流讨论
前面两个现象的解释
1 第一个为什么 灯泡和导线是串联，灯
泡的电阻大比导线的电阻大
不烫
烫 手
手
2 第二个为什么 干线电流等于各个支路
的电流值和
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电热的预防
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计算机显示器的散热孔
电热的预防
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计算机CPU的散热风扇
使用常识：防火灾 ----勿将空调靠近窗帘
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【练习1】：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？
解：Q= I2Rt=(1A)2 × 2Ω × 60S =120J
❖13.4 电流的热效应
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感受生活
电流的热效应
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。
思考？
产生的热量与哪些因素有
关呢?
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……
提出问题 合理猜测 制定计划 实验验证 得出结论 交流讨论
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科学探究的过程
电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？
实验方法
控制变量法
物理学中对于多变量问题，通常使其它量相同，并改变其 中一个量的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为 控制变量法
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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。
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×× × × 非纯电阻电路的电热（Q）计算：Q<W【电能少部分转化为内能】
Q=UIt
Q=Pt
【定义式】
欧姆定律
I U
导出式： W=UR2 t
R
代换法
对于非纯电阻电路：计算电热只有一个公式：Q=I2Rt 计算电能只有一个公式：W=UIt 计算机械能只有一个公式：W机械=W-Q
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7、 如图所示，电源电压220伏，R是电烙 铁，标有“220V，40W”字样；L是电灯泡， 标有“PZ220—40”字样.当开关S闭合时，电 烙铁每分钟产生的热量是______焦，当开关 S断开时，电烙铁的实际功率是__瓦；开关S 断 开后，整个电路工作__小时消耗1千瓦时 电能.
实验验证 探究二：电热多少与通电时间的关系
R
电阻丝
R
结论： 在电流、电阻相同时，通电时间
生的热量多。
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演示
长 的产
实验验证
探究三：产热多少与电流大小的关系
R'
电阻丝
R
结论：在通电时间、电阻相同时，电流
越 大 的产生的热量多。
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R
演示
课本实验
电热的影响因素
利用如图所示的装置探
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【练习4】：
两个电热器的电阻之比为4︰3，通 过相同的电流，在相等的时间里产 生的热量之比为__4_︰__；3 若两个电热 器的电阻相同，通过的电流强度为 1︰3，在相等的时间里产生的热量 之比为_____1_︰。9
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【练习5】：
当0.2安的电流通过一金属线时产生的
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9、CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所 示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀 双掷开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高 温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖 饭、保温挡时，电路的总功率为22W．（1）电饭 煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？ （2）电热丝R0的阻值多大？（3）当电饭煲在正 常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温 10min，电热丝R0产生的热量为多少？
电热的应用
1.电热器:
利用电流做功将 电能转换为 能内的装置.
2.电热器的原理:
利用电流的 热效应制成的加热设备。 电热器主要组成部分是 发热。体它是由电阻率 。 熔点大 的合金丝高制成的加热设备。
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常见的电热的应用
热 得 快 电炉
电热水壶
电热毯
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电暖气
电熨斗
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热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4
安时，在相同的时间内产生的热量为Q2，
那么Q2是Q1的 (
B)
A、2倍 C、0.25倍
B、4倍 D、0.5倍
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6、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1A，电动机正常工作。 （1）电动机正常工作时的能量转化？ （2）电动机正常工作1min所产生的电能为多少J？ （3）电动机正常工作1min所产生的电热为多少J？ （4）电动机正常工作1min所提供的机械能为多少？ （5）如果想让电动机的电能全部转化为内能，可以怎样实施？
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焦耳： 焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻
斯特，他的父亲是一个酿酒厂主.
跟随父亲参加酿酒劳动，
育。青年时期，在别人的介绍下，
了著名的化学家道尔顿.
热情的教导.，
入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，他发现： 导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比.四年 之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关 于电流热效应之结论的正确性.因此，该定律称为焦耳—楞次定律.焦耳活到了 七十一岁.1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能 的单位定为焦耳.
热量越 多 。
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实验中，几个重要的问题，你能回答出来吗？
1、为什么选用煤油，而没有用水？（D ）
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 2、本实验电流产生热量的多少是通过什么方式来表明的？
3、通过什么样的连接方式可以使阻值不同的电阻丝保持相同 的电流？
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得出结论
英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定电流产生的热
焦耳定律. 量跟电流、电阻和通电时间的关系，即
1.内容：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.公式： Q = I2Rt
3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦.
猜想依据
合理猜测
why ？
烫手
不烫手
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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？
合理猜测
why ？ 着火了！
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合理猜测
烫
手
不烫
手
跟电阻
有关
跟电流
有关
跟时间有关
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制定计划
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R
R
R
R
研究电热与I的关系，那么就要控制
电阻 和通电时间不变。所以就设计以上的电路，用了相同的
电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同呢？
移动滑动变阻器的滑片
。
最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明
在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越 大 ，电流产生的
4、并联时,为什么两个支路中都接有滑动变阻器？
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实验分析
1
在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量 越多.
2 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越 多.
3
在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多.
进一步的研究表明产生的热量与电流的平方 成正比.
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【练习2】：为了研究温度对种子发芽的 影响,课外活动小组要做一只电烘箱,要求在 10min内产生6×104J的热量,接用的是家 庭电路,请计算一下这只电烘箱电热丝的电 阻是多少?
【练习3】：标有“220V 100W”的白炽 灯正常工作时,在1min内将产生多少热量? 将消耗多少电能?若接在55V的电路中呢?
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8、如图是一个电热毯的简化电路图，电源电 压为220V，R1是发热电阻，R2是阻值为616Ω 的分压电阻，S是控制电热毯工作状态的开关。 S转到触点1为断开状态；S转到触点2为低温 状态；S转到触点3为高温状态，此时功率为 100W。求： （l）当开关S转到触点3时。电热毯的发热电 阻R1是多少Ω？ （2）当开关S转到触点2时， 通过电路的电流是多少安？ 发热电阻R1消耗的功率是 多少瓦特？
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，烧
瓶A中的金属丝电阻比较小，
A
烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻
B
比较大．两瓶煤油中温度计可以显示
煤油的温度．
（1）根据控制变量法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质
量 相等 ．
（2）实验中，发现烧瓶B中温度计的示数升高的快．这表明： 在电流 和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大 ，电流产 生的热量越 多 。