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1、物理电流的热效应课件新人教版选修Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望教学目标教学目标 1、用实验探究电流通过导体时，电能转化为导体的内能与哪些因素有关，重点通过实验研究方法研究导体通电时发热与导体的电子之间的关系。2、了解电流热效应跟哪些因素有关，理解并能够用焦耳定律解决一些实际问题。3、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。动动脑动动脑1 1个房间里有个房间里有3 3盏灯，另一个房间有分别盏灯，另一个房间有分别控制灯的控制灯的3 3个开关，只可进开关室个
2、开关，只可进开关室1 1次，次，再进入灯室再进入灯室1 1次，如何确定次，如何确定3 3个开关各管个开关各管哪个灯哪个灯 ? ?电器的发热现象电器的发热现象电脑中的cpu散热器使用常识：防火灾使用常识：防火灾 - -勿将空调靠近窗帘勿将空调靠近窗帘 在生活中的应用在生活中的应用电炉电炉电热毯电热毯热热得得快快电热水壶电热水壶电暖气电暖气电熨斗电熨斗一一. .电流的热效应电流的热效应2.2.2.2.电热器电热器电热器电热器: : : : 利用电流做功将电能转换为内能的装置利用电流做功将电能转换为内能的装置利用电流做功将电能转换为内能的装置利用电流做功将电能转换为内能的装置. . . .3.3.3
3、.3.电热器的原理电热器的原理电热器的原理电热器的原理: : : : 利用电流热效应。利用电流热效应。利用电流热效应。利用电流热效应。 一般电热器主要由电阻构成。一般电热器主要由电阻构成。一般电热器主要由电阻构成。一般电热器主要由电阻构成。1.1.概念：概念： 电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。电流的热效应。电流的热效应。电流的热效应。探究：电流通过电热器产生的热量跟探究：电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关？哪些因素有关？ 猜想猜想电阻电阻R
4、R电流电流I I通电时间通电时间t t 实验方法实验方法可以控制其他变量不变，先研究电热器可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与发出热量与电阻电阻R R的关系，再研究它与的关系，再研究它与电电流流I I的关系，最后研究与的关系，最后研究与通电时间通电时间t t的关的关系。系。 控制变量法控制变量法电流电流I I通电时间通电时间t t 热量与电阻的关系热量与电阻的关系相同相同R甲甲 R乙乙 R甲甲R乙乙实验发现：实验发现： 中的火柴棒先中的火柴棒先中的火柴棒先中的火柴棒先被点燃被点燃被点燃被点燃 。结论：结论： 大大R甲甲在电流、通电时间在电流、通电时间相同时，阻值相同时，阻值 的电阻产生
5、的热量的电阻产生的热量多。多。通电时间通电时间t t 热量与电流的关系热量与电流的关系电阻电阻R R相同相同 热量与时间的关系热量与时间的关系电阻电阻R R电流电流I I相同相同结论：结论： 在电阻、通电时间相同时，电流在电阻、通电时间相同时，电流 的电阻产生的热的电阻产生的热量多。量多。结论：结论： 在电阻、电流相同时，通电时间在电阻、电流相同时，通电时间 的电阻产生的热的电阻产生的热量多。量多。大大长长2.2.焦耳定律焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验，于英国物理学家焦耳通过大量的实验，于18401840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻
6、和通电时间的关系，即焦耳定律。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，跟通电的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比的时间成正比 。1.1.公式：公式：Q=IQ=I2 2Rt Rt ( (普遍适用普遍适用) )单位：单位：II安安 R R欧欧 t t秒秒 QQ焦焦二二. .电流产生热量的表达式电流产生热量的表达式 3.3.电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式 (1). Q=UIt(2). Q= 只适用于只有电阻只适用于只有电阻的电路的电路,(电能全部电能全部转化为内能转
7、化为内能)的情况。的情况。4.4.电功和电热的关系电功和电热的关系（ W W 和和 Q Q 的关系）的关系） 在电热器电路在电热器电路 ( (只有电阻的电路只有电阻的电路) )中：（电能几乎中：（电能几乎全部转化为内能）全部转化为内能） W = Q （W= UIt） =（Q=I2Rt） 在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）电能转化为机械能） W Q （W= UIt） （Q=I2Rt） 5.5.热功率热功率1.1.概念：电热器在单位时间里消耗的电能。概念：电热器在单位时间里消耗的电能。 2.2.定义式：定义式： 3.与电功
8、率区分：与电功率区分：wU2RUI爱迪生的白炽灯爱迪生的白炽灯18791879年，爱迪生在前人研究实年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第践的基础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高温马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的的空气。在当年的1010月月2121日，日，这个灯泡开始点亮，持续发光这个灯泡开始点亮，持续发光4545个小时！个小时！ 19091909年，美国人柯
9、里奇找到了性能极佳的灯丝材料年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料钨。钨。钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合适不过的。再合适不过的。 白炽灯白炽灯泡泡卡卡 口口螺丝口螺丝口【例题【例题1】：】：某某电热器电阻丝的电阻是某某电热器电阻丝的电阻是2欧，当欧，当1安的电流通过时，安的电流通过时，1分钟产生的热分钟产生的热量是多少焦？量是多少焦？ 解：解：Q= I2Rt=(1A)2 2 60S =120J【例例题题2】：一一台台电电动动机机正正常常工工作作时时线线圈圈两两端端的的电电压压为为380伏伏，线线圈圈的的电电阻阻为为2欧欧,线线圈圈中中的的电电流流为为10安安,若若这这台台电电动动机机正正常常工工作作1秒钟，秒钟， 求：求：1 ）消耗的电能）消耗的电能W。 2 ）产生的热量）产生的热量Q。 解：解：1 ） WUIt 380101J 3800J已知：电动机已知：电动机 U=380V I=10A R=2 t=1s求：求： （ 1）W （2）Q 2 ） QI2Rt 10 10 2 1J 200J
