1、第四节第四节 电流的热效应电流的热效应 第十三章第十三章 电功和电功率电功和电功率 1.电流做功的实质是将（电流做功的实质是将（ ）能转化为）能转化为 （ )能，电功的常用单位有（能，电功的常用单位有（ ） 和（和（ ）。）。 2. 电流流过导体时所做的功受（电流流过导体时所做的功受（ ）、）、 （ )和（和（ ）三个因素的影响。）三个因素的影响。 3.电功率的物理意义是（电功率的物理意义是（ ），）， 如有一灯泡上面标有如有一灯泡上面标有 “220V、60W”,其中其中 220V表示（表示（ ），），60W表示表示 （ ）。）。 电电 其他形式其他形式 焦耳（焦耳（J） 千瓦时（千瓦时（KW
2、 h） 电流电流 电压电压 通电时间通电时间 比较电流做功的快慢比较电流做功的快慢 额定电压是额定电压是220V 额定功率是额定功率是60W 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 新 课 引 入 什么是电流的热效应？什么是电流的热效应？ 导体中有电流通过的时候导体中有电流通过的时候， 导体会发热导体会发热，这种电流通过导体时这种电流通过导体时， 电能转化为内能的现象叫做电能转化为内能的现象叫做电流的电流的 热效应热效应。 灯泡发光一段时间后灯泡发光一段时间后， 用手触摸灯泡用手触摸灯泡，有什么有什么 感觉感觉？用手触摸电线感用手触摸电线感 觉是
3、否一样呢觉是否一样呢？ 思考？思考？ 电流电流 产生产生 的的热热 量量与与 哪些哪些 因素因素 有关有关 呢呢? 提出问题提出问题 电流通过导体所产生的热量多少与哪些电流通过导体所产生的热量多少与哪些 因素有关？因素有关？ 科学探究的过程科学探究的过程 猜想依据猜想依据 合理猜测合理猜测 实验验证实验验证 制定计划制定计划 得出结论得出结论 交流讨论交流讨论 烫烫 手手 不烫不烫 手手 跟跟电流电流 有关有关 跟跟电阻电阻 有关有关 跟跟时间时间有关有关 合理猜测合理猜测 返回返回 着着 火火 了！了！ why why ？ 电炉电炉 电电 暖暖 气气 实验方法实验方法 实验目的实验目的 研究
4、电流通过导体产生的研究电流通过导体产生的热量热量跟哪些跟哪些 因素因素有关有关 实验原理实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就 使瓶中的煤油使瓶中的煤油温度升高温度升高，温度计的液面就，温度计的液面就 会逐渐上升会逐渐上升. .电流产生的热量越多，液面就电流产生的热量越多，液面就 会上升得越高会上升得越高. .我们可以通过温度计液面上我们可以通过温度计液面上 升的高度比较电流产生的热量升的高度比较电流产生的热量. . 控制变量法控制变量法 制定计划制定计划 （保证煤油的质量、初温、容器等相同。）（保证煤油的质量、初温、容器等相同。） 实验设计实验设计
5、 R1 R2 S1 S2 R1 S R2 探究与通电时间探究与通电时间 的关系的关系 探究与电流的关探究与电流的关 系系 探究与电阻的探究与电阻的 关系关系 R1=R2 R1=R2 I1=I2 I1=I2 t1=t2 t1=t2 R1 R2 S R 演示 电阻丝电阻丝 1 R 2 R 结论：结论： 在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产的产 生的热量多。生的热量多。 探究一：产热多少与通电时间的关系探究一：产热多少与通电时间的关系 实验验证实验验证 R R1 1=R=R2 2 S1 S2 演示 电阻丝电阻丝 R 结论：结论： 在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻
6、相同时，电流，电流 越越 大大 的产生的热量越多。的产生的热量越多。 探究二：产热多少与电流大小的关系探究二：产热多少与电流大小的关系 实验验证实验验证 R2 R1 I1I2 演示 21 RR 电阻丝电阻丝 1 R 2 R 结论：结论： 在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。 探究三：产热多少与电阻大小的关系探究三：产热多少与电阻大小的关系 实验验证实验验证 在通电电流和通电时间相同的条件下，在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻电阻越大，越大， 电流产生的热量越多电流产生的热量越多. . 在电阻和通电时间相同的条件下，在电阻和
7、通电时间相同的条件下，电流电流越大，电流越大，电流 产生的热量越多产生的热量越多. . 在通电电流和电阻相同的条件下，在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间通电时间越长，越长， 电流产生的热量越多电流产生的热量越多. . 1 2 3 实验分析实验分析 1 1. .内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比内容：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导体的电阻成正比，跟通电时间成正比跟通电时间成正比. . 2 2. .公式：公式： Q = I2Rt 3 3. .单位：单位：I I- -安安，R R- -欧欧，t t- -秒秒，Q Q- -焦焦. . 注意注意：1.热
8、量跟电流的平方成正比，在电阻和通电时热量跟电流的平方成正比，在电阻和通电时 间不变的情况下，若通过一个用电器的电流增加到间不变的情况下，若通过一个用电器的电流增加到3 3 倍时，它产生的热量增大到倍时，它产生的热量增大到 倍倍. . 2.2.如果导体的电阻为零，那么电流流过导体时还有热如果导体的电阻为零，那么电流流过导体时还有热 量产生吗？量产生吗？ 9 英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳做了大量的实验，于做了大量的实验，于18401840年最先精确地年最先精确地 确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系，确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系， 得出结论得出结论 即即焦耳
9、定律：焦耳定律： 那么是不是所有的电路电流做的功都那么是不是所有的电路电流做的功都 等于产生的热量呢？等于产生的热量呢？ 电热与电功的关系电热与电功的关系 若电能全部转化为内能：若电能全部转化为内能： 电功全部用来产生热量，如电功全部用来产生热量，如电饭锅电饭锅，则：，则：Q = WQ = W（I I2 2Rt=UItRt=UIt） 若电能部分转化为内能：若电能部分转化为内能： 电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如: : 电流通过电流通过电动机电动机时，则：时，则：Q W Q W (W=W外Q) （I I2 2RtRtUItUIt） 注意：注意：
10、 焦耳定律适用于焦耳定律适用于任何用电器任何用电器的的热量热量计算。计算。 对于对于纯电阻纯电阻电路电路 对于对于非纯电阻非纯电阻电路电路 1.一个电加热器，电阻为一个电加热器，电阻为100，工作，工作 时通过加热器的电流为时通过加热器的电流为2A，则它工，则它工 作作200s产生的热量是产生的热量是( ) 加深理解加深理解 8104 J 这段时间内电流做的功是（这段时间内电流做的功是（ ） 8104 J 2.一个电动机正在转动，它两端的电一个电动机正在转动，它两端的电 压是压是220V，流过的电流时，流过的电流时3A，该电，该电 动机的电阻动机的电阻5，现在转动的时间是，现在转动的时间是 1
11、00S，则产生的热量是（，则产生的热量是（ ），）， 整段时间电流做的功是整段时间电流做的功是 （ ） 4500 J 6.6104J 电热油汀电热油汀 电热蚊香电热蚊香 电水壶电水壶 电熨斗电熨斗 电暖器电暖器 电炉电炉 电热的作用电热的作用：带来的方便带来的方便 （取暖、加热食物等取暖、加热食物等.） 有害的一面有害的一面: 加快散热的方法三：加快散热的方法三： 加快散热的方法二：加快散热的方法二： 加快散热的方法一：加快散热的方法一： 散热片散热片 散热孔散热孔 散热风扇散热风扇 轻则用电器烧坏；重则引发火灾轻则用电器烧坏；重则引发火灾. 1.有三个用电器，其中一个为“有三个用电器，其中一
12、个为“220V 60W” 的电风扇，一个为“的电风扇，一个为“220V 60W”的白炽灯，的白炽灯， 一个为“一个为“220V 60W”电热器，都在额定电电热器，都在额定电 压下工作相同的时间，比较这三个用电器产压下工作相同的时间，比较这三个用电器产 生的热量是（生的热量是（ ） A.电风扇最多电风扇最多 B.白炽灯最多白炽灯最多 C.电热器最多电热器最多 D.都一样都一样 那么消耗的电能呢？电流做的功呢？那么消耗的电能呢？电流做的功呢？ C 大显身手大显身手 2.如图所示，如图所示，a、b相同容器中分别装有相同容器中分别装有 相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分相同质量的水，水中的电阻丝的阻值
13、分 别别 为为R1和和R2，且，且R1R2，则闭分开关，则闭分开关S 后，后，a、b容器中水温上容器中水温上 升较快的是升较快的是( ) A. a容器中的水容器中的水 B. b容器中的水容器中的水 C. a、b容器中的水温上升的快慢一样容器中的水温上升的快慢一样 D.无法判断无法判断 B 3.下列家用电器中，属于电热器的是（下列家用电器中，属于电热器的是（ ) A电熨斗电熨斗 B电风扇电风扇 C电话机电话机 D洗衣机洗衣机 4.下列事例中，不属于利用电热的是（下列事例中，不属于利用电热的是（ ） A. 用电饭锅煮饭用电饭锅煮饭 B. 电热孵卵器孵小鸡电热孵卵器孵小鸡 C. 用电熨斗熨衣服用电熨
14、斗熨衣服 D. 电视机加散热窗电视机加散热窗 A D 5.假设所有导体都没有电阻，当用电器通电假设所有导体都没有电阻，当用电器通电 时，下列说法中正确的是时，下列说法中正确的是( ) A、白炽灯仍能发光、白炽灯仍能发光 B、电动机仍能工作、电动机仍能工作 C、电饭锅仍能煮饭、电饭锅仍能煮饭 D、电熨斗仍能熨烫衣服、电熨斗仍能熨烫衣服 B 课堂小结课堂小结 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， 这就是电流的热效应 通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟 导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这 就是焦耳定律 3、电流的热效应的利与弊： 1、电流的热效应：、电流的热效应： 2、焦耳定理：焦耳定理： 公式：公式： Q = I2Rt 若用电器消耗的电能全部转化为内若用电器消耗的电能全部转化为内 能，请同学们利用电功计算公式和能，请同学们利用电功计算公式和 欧姆定律推导出焦耳定律。欧姆定律推导出焦耳定律。 课后作业：课后作业：
