1、第第2121课时电流的热效应课时电流的热效应1第第21课时课时考点聚焦考点聚焦考考 点点 聚聚 焦焦考点考点1 1电流的热效应电流的热效应1 1定义：定义：电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做电电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做电流的热效应。流的热效应。2 2探究实验探究实验探究课题探究课题电流的热效应与哪些因素有关电流的热效应与哪些因素有关实验原理实验原理利用电流的热效应加热质量相同的同种液体，通过液体温度升高的情况判断通利用电流的热效应加热质量相同的同种液体，通过液体温度升高的情况判断通电导体产生热量的多少电导体产生热量的多少用煤油的目的用煤油的目的煤油的比热容小，吸收相同的热量
2、，温度升高得快，易进行实验操作，且它是煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度升高得快，易进行实验操作，且它是绝缘体绝缘体探究方法探究方法控制变量法、转换法控制变量法、转换法2第第21课时课时考点聚焦考点聚焦实验实验设计设计 实验过程分三步完成：实验过程分三步完成：在电流和电阻相同时，探究电热与通电时间的关系在电流和电阻相同时，探究电热与通电时间的关系(具体操作：把同一只通电烧瓶连入电路具体操作：把同一只通电烧瓶连入电路中，加热不同的时间，通过观察温度计示数的变化从而比较产生的电热的多少中，加热不同的时间，通过观察温度计示数的变化从而比较产生的电热的多少)；在电流和通电时间相同时，探究电热与电阻的
3、关系在电流和通电时间相同时，探究电热与电阻的关系(电路设计：两个阻值不同的电阻串联，电路设计：两个阻值不同的电阻串联，目的是控制电流、通电时间相同，如图甲所示目的是控制电流、通电时间相同，如图甲所示)；在电阻与通电时间相同时，探究电热与电流的关系在电阻与通电时间相同时，探究电热与电流的关系(电路设计：将阻值相同的电阻分别放在电路设计：将阻值相同的电阻分别放在并联电路的干路和支路上，目的是控制电阻相同，改变电流大小，如图乙所示并联电路的干路和支路上，目的是控制电阻相同，改变电流大小，如图乙所示)甲甲 乙乙3第第21课时课时考点聚焦考点聚焦结结论论在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量
4、越在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越_；在通电时间一定、电阻相同的情况下，在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过的电流越大，产通过的电流越大，产生的热量越生的热量越_多多多多4第第21课时课时考点聚焦考点聚焦考点考点2 2焦耳定律焦耳定律正比正比正比正比正比正比QI2Rt5第第21课时课时考点聚焦考点聚焦考点考点3 3电热与电能的关系电热与电能的关系对于电流做功对于电流做功(WUIt)跟电流产生的热量跟电流产生的热量(QI2Rt)，它们是整，它们是整体与局部、全体与部分的关系。体与局部、全体与部分的关系。说明说明 在电路中接入的如果是电炉、白炽灯、电烙铁等在电路中接入的如果是
5、电炉、白炽灯、电烙铁等“纯电阻纯电阻”用电器，当电流通过时，消耗的电能全部转化为内用电器，当电流通过时，消耗的电能全部转化为内能，此时电能和电热的计算相同，即能，此时电能和电热的计算相同，即WQ。在电路中接入的如果是电动机、充电的蓄电池等在电路中接入的如果是电动机、充电的蓄电池等“非纯电阻非纯电阻”用电器，当电流通过时，消耗的电能大部分转化为机械能、化用电器，当电流通过时，消耗的电能大部分转化为机械能、化学能，只有一部分电能消耗在导线上，克服电阻做功而转化为学能，只有一部分电能消耗在导线上，克服电阻做功而转化为内能，所以，电热内能，所以，电热Q只是电能只是电能W的一部分，即的一部分，即WQ。6
6、第第21课时课时考点聚焦考点聚焦考点考点4 4电热的利用和防止电热的利用和防止1 1电热的利用电热的利用电热器电热器原理原理电流的电流的_效应效应组成组成主要组成部分主要组成部分发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘体材料发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘体材料上制成的上制成的优点优点清洁卫生；清洁卫生；热效率高；热效率高；可以方便地控制和调节温度可以方便地控制和调节温度举例举例电炉、电饭锅、电热毯等电炉、电饭锅、电热毯等2.2.电热的防止电热的防止利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热。利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热。热热7类型一、电流的热效应类型
7、一、电流的热效应归归 类类 示示 例例第第21课时课时归类示例归类示例例例1 用如图用如图211所示的实验装置探究所示的实验装置探究“电流通过导体产电流通过导体产生的热量与电阻的关系生的热量与电阻的关系”。图图2118第第21课时课时归类示例归类示例(1)实验中通过观察实验中通过观察_来比来比较电流产生的热量的多少。较电流产生的热量的多少。(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入乙两瓶中要装入_、_的同种液体。的同种液体。(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能_。
8、(4)实验结论是实验结论是_。(5)该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与_的关系。的关系。两支温度计的示数两支温度计的示数(或变化或变化)质量相同质量相同初温相同初温相同相同相同在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多电流大小电流大小9第第21课时课时归类示例归类示例 此实验的考查通常从三个角度入手：控制变量法此实验的考查通常从三个角度入手：控制变量法的应用；如何比较产生的热量多少的应用；如何比较产生的热量多少(“转换法转换法”的利用的利用)；被加热液体的选择被加热液体的选择
9、(比热容小的液体比热容小的液体)。点点 评评10类型二、焦耳定律及其应用类型二、焦耳定律及其应用第第21课时课时归类示例归类示例例例2 2013黄冈黄冈 电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是某同过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图212所示，所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，为阻值相同的发热电阻，1、2
10、、3、4为触点，为触点，S为旋转为旋转型开关，可实现加湿器关、低、高挡的转换。型开关，可实现加湿器关、低、高挡的转换。额定电压额定电压220 V额定最大发热功率额定最大发热功率400 W水箱容积水箱容积4 L适用面积适用面积4060 m2图图21211第第21课时课时归类示例归类示例(1)若加热前水温为若加热前水温为20，电热槽内气压为标准大气压，从加热，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为到沸腾最短时间为3 min，则电热槽中水的质量是多少千克？，则电热槽中水的质量是多少千克？不计热损失，不计热损失，c水水4.2103 J/(kg)，结果保留两位小数，结果保留两位小数(2)求加湿
11、器在低挡时的发热功率。求加湿器在低挡时的发热功率。(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议。一条改进的建议。12第第21课时课时归类示例归类示例点点 评评13第第21课时课时归类示例归类示例点点 评评14答答 案案 (1)0.21 kg(2)200 W(3)降低电热槽内气压，使水的沸点降低降低电热槽内气压，使水的沸点降低解解 析析第第21课时课时归类示例归类示例15类型三、非纯电阻电路的有关计算类型三、非纯电阻电路的有关计算第第21课时课时归类示例归类示例例例3 2013呼和浩特呼和浩特 如图如图215所示，直
12、流电动机通过电所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能转化成内能。已知线圈电阻为能转化成内能。已知线圈电阻为1.5，电动机正常工作时，通，电动机正常工作时，通过线圈的电流为过线圈的电流为2 A，物体质量，物体质量540 g，以，以10 m/s的速度匀速上的速度匀速上升，不计绳的重力和一切摩擦。物体上升升，不计绳的重力和一切摩擦。物体上升20 s的过程中，求：的过程中，求：(g取取10 N/kg)(1)电压表示数。电压表示数。(2)电流通过线圈产生的热量。电流通过线圈产生的热量。(3)提升物体的有用功。提升物体的有用功。(4)电动机的工作效率。电动机的工作效率。图图21516答答 案案 (1)30 V(2)120 J(3)1080 J(4)90%解解 析析第第21课时课时归类示例归类示例17解解 析析第第21课时课时归类示例归类示例18
