科学探究：电流的热效应

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1、我们家的电器中哪些是把电能转化为内能（热能）的？同学们还记得我们前边学习的电功的公式么？它表示什么意义呢？W=UIt它们的共同特征是什么？——电能转化为内能第四节科学探究：电流的热效应不同电器在不同的情境下会产生不同的热量，产生电热的多少与什么有关？是什么关系呢？猜想一下，是不是与这些因素有关？（I、U、R、P、t……）一、影响电流产生的热量的因素目标：在电流、电阻相同，通电时间不同时，产生电热的效果如何呢？思考：①实验设计中，怎样保证电流等大？②用什么仪器反映产生热量的多少？【演示实验1】电路设计：课本16-13，实物16-14①

2、保持滑动变阻器的滑片不动②用电阻丝加热煤油，加热后，温度升高，看温度计液面升高。现象：1、时间越长，温度升的越高结论：1、在电流和电阻相同时，时间越长，产生的热量越多。思考：怎样改变电流的大小？看到了什么现象？说明了什么结论？让相同的电阻，流过不同的电流，看效果会如何呢？仍然按图16-14连接电路【演示实验2】现象：电流I大时温度计的液面升高快，即产生的热量Q多。结论：2、在电阻相同和时间相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。【演示实验3】让不同的电阻，流过相同的电流，看效果会如何呢？电路设计如图16-15，按图16-16连接电路请

3、回答：①看到了什么现象？②说明了什么结论？现象：I相同时，R大的一边温度计的液面升的高，即升温快。结论：3、在电流和时间相同时，电阻越大产生的热量越多。通过以上实验你能总结出什么规律？电阻上产生的电热与电阻大小和流过的电流都有关，电阻越大，电流越大，产生的热量越多。①焦耳通过实验得到电流产生热量与电流、电阻、通电时间是什么关系？②如何用公式表示这一规律？单位是什么？2、公式：Q=I2Ｒｔ3、导出公式：Q=UIｔQ=U2Ｒ/ｔ【问题思考1】1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比——焦耳

4、定律。2、公式：Q=I2Ｒｔ3、导出公式：Q=UIｔQ=U2Ｒ/ｔ二、焦耳定律①串联电路中常用公式：Q=I2Rt。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn并联电路中常用公式：Q=U2t/RQ1:Q2=R2:R1②无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+…Qn③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q=U2t/R=Pt4、应用——电热器：①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。②原理：焦耳定律③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。④优点：清洁卫生没有污

5、染、热效率高、方便控制和调节温度。为什么用导线连接的电磁炉通电后，电炉很快发红发热，而导线却不热？因导线电阻很小（0.01~0.001Ω），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），串联时导线生热很微小，故感觉不热。【问题思考2】例题解析例题一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量？解法1：通过电阻丝的电流再由焦耳定律电流产生的热量即解法2：例2：某导体的电阻是2欧。当1安的电流通过时，l分钟产生的热量是多少焦？例3：一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？【拓

6、展变化】①若该电阻丝截短一半，仍接在原电源上，在相同时间内，产生的热量是原来的多少倍？②若电压减为一半，其他不变，则产生热量又如何？电压相同时，适用，R越小，Q越大（由知,P大的R小）。电流相同时，适用Q=I²Rt，R越大Q越大。【想想议议】“试一试”：实例分析实例1：电褥子长时间通电容易起火，你能解释么？实例2：电路短路会起火，你能解释么？实例3：拨打手机时间长了，手上有什么感觉？怎么办？实例4：两个灯泡，亮度大的产生的热量一定更多么？课堂总结1.电热的影响因素有哪些？2.分组实验得到的结论是什么？3.焦耳总结的规律是什么？公式如何

7、?4.应用：如何用含电压的量表述焦耳定律公式？5.生活中，有哪些应用或减少（防止）电热的实例？例2：一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作。（1）求电动机正常工作1min所消耗的电能；（2）求电动机正常工作1min所产生的内能；（3）求电动机正常工作1min所转化的机械能。已知：U=2V,I=0.8A,R=1Ω,t=1min=60s求：W电;Q;W机解：W电=UIt=2V×0.8A×60s=96J.Q=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4JW机=W电－Q=96J－38.4J=57

8、.6J答：电动机正常工作1min所消耗的电能、产生的内能、转化的机械能分别为96J、38.4J、57.6J.例3．两个电阻阻值之比R1∶R2＝２∶３，若把它们串联在电路中，相同时间内R1、R2产生的热量之比Q１∶Q２＝