物理新课标多媒体教学课件:13.4 电流的热效应(北师大版九年级全一册).ppt

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物理新课标多媒体教学课件:13.4 电流的热效应(北师大版九年级全一册)

* 四 电流的热效应 1.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系; 2.掌握焦耳定律的内容及其数学表达式; 3.了解电功与电热的关系。 电油炸锅 电饭煲 电熨斗 电取暖器 电烤箱 电热水器 电烙铁 电热水壶 电热毯 这些常见家用电器的共同特点: 1.电流通过各种用电器时,温度都会升高,这种现象叫做电流的热效应。 2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。 3.电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。 优点:清洁、无污染、热效率高,便于控制和调节等 优点 缺点:浪费电能,电线老化,影响用电器使用寿命. 电流的热效应有什么利和弊? 电流的热效应与哪些因素有关? 点亮的灯泡过一会儿会烫手,说明什么? 导线和电熨斗串联,为什么电熨斗很热而导线并不很热?说明什么? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 首先焦耳猜测电流I、电阻R、时间t三者对电流产生的热量Q的多少有影响,然后对电流I、电阻R、时间t三者进行探究。 控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→ 对电热Q的影响 控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→ 对电热Q的影响 控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化→对电热Q的影响 控 制 变 量 法 探究实验用什么物理方法? 电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见 也摸不着如何测量呢? 既看不见也摸不着的科学量 既看得见也能测量的科学量 转化 转化 让电流产生的热量被气体吸收,通过观察气体的热膨胀(观察玻璃导管内的水柱升降) 控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→对电热Q的影响 R1=5欧姆 R2=10欧姆 结论:在电流I和通电时间t相同时,电流产生热量多少与导体的电阻R大小有关,并且电阻R越大电流产生热量越多。 控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响 结论:在电阻R和通电时间t相同时,电流产生热量多少与通过导体的电流I大小有关,并且电流I越大电流产生热量越多。 R1=10欧姆 ↓ R0 相同时间内通过R1的电流为I,移动R0的滑片,使通过R1电流为0.5I。比较R1两次所产热的多少 控制电阻R、电流I相同:研究通电时间t变化→ 对电热Q的影响 结论:在电阻R和电流I相同时,电流产生热量多少与通电时间t长短有关,并且通电时间t越长电流产生热量越多。 R1通电一分钟产热多少与R2通电十分钟产热多少进行比较 R2=10欧姆 R1=10欧姆 电流通过导体所产生的热量与导体的电阻 大小成正比,与电流的平方成正比,与通 电时间成正比。 焦耳定律(Q=I2Rt) 总结论 焦耳(1818~1889),英国物理学家。1818 年 12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德,1889年10月11日卒于塞尔。 焦耳定律的发现者 焦耳定律的理论推导 电流通过纯电阻导体时所做电功W=UIt 电流对纯电阻导体时所做电 功全部转化为电热Q=W=UIt 对于纯电阻导体U=IR Q=W=UIt=IRIt=I2Rt 问题1. 灯泡接入电路中时,灯泡和电线中流过相同的电流,灯泡和电线都要发热,可是实际上灯泡热得发光,电线的发热却觉察不出来。这是为什么? 灯泡的电阻比电线大得多,产生的热量更多。 问题2. 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,甚至引起火灾。这又是为什么? 大功率用电器的电流过大,引起导线发热过多。 问题3、电路中负荷过大有什么危险?为什么? 电路中负荷过大时,使电路中电流增大,按Q=I2Rt计算,容易引起线路发热,甚至烧毁线路。 显然,我们希望热量更多的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定律Q=I2Rt ,你对发热体和导线的材料有何建议? 发热体:电阻率大,熔点高 导线:电阻率小,熔点高 请你当设计师: 电流热效应的利用 制电热器(要求电热丝材料电阻率大熔点高) 制白炽灯 制保险丝(要求保险丝材料电阻率大熔点低) 导线上的热损耗应尽量减少 家用导线一般用电阻率很小的铜导 线。 高压导线又都是采用升高电压减少电 流的方法来减少热损耗。 预计未来导线可用超导体从而避免电 流在导线上的热损耗。 无用的电流热效应应尽量减少 1.一个20Ω的电阻,通过0.5A的电流2min,电阻上消耗的电能是_____,释放热量为______. 2.一个电阻通过0.2A的电流5min,电阻上产生的热量为600J.这个电阻的阻值是___ Ω 3.一个200Ω的电阻通电2min,电阻上消耗的电能是4.5×104J,则通过电阻的电流是______. 600J 600J 50 1.37A 5.两个电热器的电阻之比为4︰3,通过相同的电流, 在相等的时间里产生的热量之比为_____;若两个电 热器

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