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1、第四节 科学探究：电流的热效应第十六章电流做功与电功率沪科版新教材同步教学课件沪科版新教材同步教学课件用手一摸电视机后盖用手一摸电视机后盖 上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不 要看要看电视。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。可是高兴。可是 后就发现，小明刚看过后就发现，小明刚看过电视。电视。导体通电后都会发热。导体通电后都会发热。1 1. .认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。2 2. .通过实验，探究并了解焦耳定律通过
2、实验，探究并了解焦耳定律 。3 3. .会利用焦耳定律进行简单的计算，并能利用会利用焦耳定律进行简单的计算，并能利用焦耳定律说明生产、生活中的一些想象。焦耳定律说明生产、生活中的一些想象。电电油炸锅油炸锅电饭煲电饭煲电熨斗电熨斗电取暖器电取暖器电烤箱电烤箱电热水器电热水器一、电流的热效应一、电流的热效应电烙铁电烙铁电热水壶电热水壶电热毯电热毯这些常见家用电器这些常见家用电器的共同特点的共同特点：1.1.电流通过导体时电能转化为内能的现象电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流叫做电流的热效应的热效应。2.2.利用利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。电流的热效应工作的电器叫做电热器。3.3.
3、电热器电热器的主要组成部分是发热体，发热的主要组成部分是发热体，发热体是体是由电由电阻率大、熔点高的电阻丝绕阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料在绝缘材料上上制成的。制成的。二、电流的热效应的影响因素二、电流的热效应的影响因素现象一现象一. . 灯泡通电后灯泡通电后, ,在刚开始通电不是很热在刚开始通电不是很热, ,可过了可过了 一会就很热。一会就很热。现象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太现象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太 大的变化。大的变化。电流I，电阻R，通电时间t现象三、电饭锅的通电后必需按下加热（煮饭现象三、电饭锅的通电后必需按下加热（煮饭) )按钮按钮 开关才能煮
4、熟饭。开关才能煮熟饭。 电饭锅电饭锅电炉电炉控制电流控制电流I I、时间、时间t t相同相同: :研究电阻研究电阻R R变变化化 对电热对电热Q Q的影响的影响控制电阻控制电阻R R、时间、时间t t相同相同: :研究电流研究电流I I变化变化对电热对电热Q Q的影响的影响控制电阻控制电阻R R、电流、电流I I相同相同: :研究时间研究时间t t变化变化对电热对电热Q Q的影响的影响控控制制变变量量法法探究实验用什么物理方法？探究实验用什么物理方法？电流通过导体产生热量电流通过导体产生热量, ,其中所产生的热量既看不其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？见也摸不着，如何测量呢？既看不
5、见既看不见也摸不着也摸不着的科学量的科学量既看得见既看得见也能测量也能测量的科学量的科学量转化转化转化转化让电流产生的热让电流产生的热量被液体吸收，量被液体吸收，通过通过观察液体的观察液体的热膨胀（热膨胀（观察玻观察玻璃导管内的液柱璃导管内的液柱升降升降）来测量。）来测量。控制电阻控制电阻R R、电流、电流I I相同相同: :研究通电时间研究通电时间t t变化变化 对对电热电热Q Q的影响的影响结论：结论：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越通电时间越长，煤油的温度越 ，表明电流产生，表明电流产生的热量越的热量越 。每隔一分钟记
6、录一每隔一分钟记录一下温度计的示数下温度计的示数高高多多控制电阻控制电阻R R、时间、时间t t相同相同: :研究电流研究电流I I变化变化对电热对电热Q Q的的影响影响结论：结论：对同一电阻丝，在通电时间相同的情况对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越下，通电电流越大，煤油的温度越 ，表明电，表明电流越大，电流产生的热量越流越大，电流产生的热量越 。 相同时间内通过相同时间内通过R R的电流为的电流为，移动，移动R R0 0的滑片的滑片, ,使通过使通过R R的电流为的电流为0.50.5。比较。比较R R两次两次所产热的多少所产热的多少高高多多控制电流控制电流I I
7、、时间、时间t t相同相同: :研究电阻研究电阻R R变化变化对电热对电热Q Q的影响的影响结论：结论：在通电电流大小不变，通电时间相同的在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越情况下，电阻越大，煤油的温度越 ，表明电，表明电流越大，电流产生的热量越流越大，电流产生的热量越 。 高高多多 导导体体的的电电阻阻越越大大，通通过过导导体体的的电电流流越越大，通电时间越长，导体产生的热量越多。大，通电时间越长，导体产生的热量越多。实验结论 电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟电流的二电流的二次方次方成正比，跟成正比，跟导体的电阻导体的电阻成正比，跟通成正比，跟通电
8、时间成正比。电时间成正比。焦耳定律焦耳定律 历史上，英国物理学家焦耳做了大量历史上，英国物理学家焦耳做了大量的实验，探究电流产生的热量跟电流的大的实验，探究电流产生的热量跟电流的大小、导体的电阻以及通电时间的关系，他小、导体的电阻以及通电时间的关系，他于于1840年最终发现：年最终发现：注意单位注意单位公式公式( (t)t)焦耳（焦耳（1818181818891889），），英国物理学家。英国物理学家。18181818年年 1212月月2424日生于曼彻斯特日生于曼彻斯特附近的索尔福德，附近的索尔福德，18891889年年1010月月1111日卒于塞尔。日卒于塞尔。焦耳定律的发现者焦耳定律的发
9、现者问题问题1.1. 灯泡接入电路中时，灯泡和电线流过相同的电灯泡接入电路中时，灯泡和电线流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发烫，流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发烫，电线的发热却觉察不出来。这是为什么电线的发热却觉察不出来。这是为什么? ?灯泡的电阻比电线的灯泡的电阻比电线的电阻大得多，产生的电阻大得多，产生的热量更多。热量更多。问题问题2. 2. 假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？灾。这又是为什么？大功率用电器的电
10、大功率用电器的电流过大，引起导线流过大，引起导线发热过多。发热过多。问题问题3.3.电路负荷过大有什么危险？为什么？电路负荷过大有什么危险？为什么？电路负荷过大时，使电路中电流增大，按电路负荷过大时，使电路中电流增大，按Q=IQ=I2 2RtRt计计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上，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而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律定律Q=IQ=I2 2Rt Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议你对发热体和导线的材料有何建
11、议？发热体：电阻率大、熔点高发热体：电阻率大、熔点高导线：电阻率小、熔点高导线：电阻率小、熔点高请你当设计师：请你当设计师：电流热效应的应用很广泛：电流热效应的应用很广泛：电流热效应的应用很广泛：电流热效应的应用很广泛：电流热效应的控制（防护）电流热效应的控制（防护） 上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了
12、散热措施？安装了什么样的散热装置？施？安装了什么样的散热装置？施？安装了什么样的散热装置？施？安装了什么样的散热装置？散热窗、散热片、散热小风扇散热窗、散热片、散热小风扇散热片散热片散热片散热片散热风扇散热风扇散热风扇散热风扇散热窗散热窗散热窗散热窗1.电视机，收音机，电脑等家用电热器放置一段时间电视机，收音机，电脑等家用电热器放置一段时间后，要通电，这是利用（后，要通电，这是利用（ ）来驱潮。）来驱潮。电热电热A. A. 白炽灯白炽灯 B B. . 电熨斗电熨斗 C C. .电饭锅电饭锅 D D. . 电风扇电风扇2.2.下列电器中应用电流热效应工作的是（下列电器中应用电流热效应工作的是（ ）ABCABC1.1.电流的热效应：电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现电流通过导体时电能转化为热能的现象。象。2.2.电热器：电热器：利用电流的热效应工作的用电器。利用电流的热效应工作的用电器。3.3.焦耳定律：焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟电流的二次方电流的二次方成正比，成正比，跟跟导体的电阻导体的电阻成正比，跟成正比，跟通电时间通电时间成正比。成正比。公式：公式：Q=IQ=I2 2RtRt。
