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电流的热效应 第 四 节 感受生活 …… 电流的热效应 电流流过导体时，电能转化为内能，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。 思考？ 产生的热量与哪些因素有关呢? 提出问题 电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？ 科学探究的过程 猜想依据 合理猜测 实验验证 制定计划 得出结论 交流讨论 烫手 不烫手 why ？ 合理猜测 着火了！ why ？ 合理猜测 烫手 不烫手 跟电流有关 跟电阻 有关 跟时间有关 返回 合理猜测 演示实验 实验方法 实验目的 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、温度计示数上升。我们可以通过温度计示数上升的多少比较电流产生的热量. 控制变量法 物理学中对于多变量问题，通常使其它量相同，并改变其中一个量的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为控制变量法 探究电流的热效应跟哪些因素有关 返回 制定计划 演示 电阻丝 结论： 在电流、电阻相同时，通电时间 长 的产生的热量多。 探究一：产热多少与通电时间的关系 实验验证 演示 电阻丝 结论： 在通电时间、电阻相同时，电流越 大 的产生的热量多。 探究二：产热多少与电流大小的关系 返回 实验验证 演示 电阻丝 结论： 在电流、通电时间相同时，阻值 大 的电阻产生的热量多。 探究三：产热多少与电阻大小的关系 实验验证 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多. 进一步的研究表明电流产生的热量与电流的平方成正比. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多. 1 2 3 实验分析 1.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，跟通电时间成正比. ? 2.公式： Q = I2Rt 3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦. 注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍 9 英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律. 得出结论 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律. ? 纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=（U2/R）t=I2Rt 非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q) 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量. ∴Q = W = UIt = I2Rt 根据欧姆定律U = IR 又∵W = UIt? 若电流做的功全部用来产生热量即Q = W?? 注意： 返回 得出结论 前面两个现象的解释 1 第一个为什么 灯泡和导线是串联，灯泡的电阻比导线的电阻大 第二个为什么 干路电流等于各个支路的电流之和 2 烫手 不烫手 交流讨论 例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为 2安培，问这根电阻丝在30秒内产热多少？ 例题 解题格式： 已知： 求： 解： 答： 电阻R=10?，电流I=2A，时间t=30s 电热Q 由焦耳定律： Q=I2Rt=22*10*30=1200（J） 这根电阻丝共产热1200J。 例题 例2：一根50欧姆的电阻丝工作了10秒钟后产生1.8*104焦耳的热量，问流过这根电阻丝的电流是多少？ 解题格式： 已知： 求： 解： 答： 电阻R=50?，热量Q=1.8*104J，时间t=10s 电流I 由焦耳定律： Q=I2Rt 所以：I=（Q/Rt）1/2 =（1.8*104/（50*10））1/2 =6（A） 这根电阻流过的电流为6安培。 焦耳定律是反映电流的 效应的规律，即 能转化为 的规律。 一电炉的电阻是100 ? ，通电时间10秒钟产生的热量为4×105J,通过这个电炉的电流是 A 电流通过电风扇做功时， 能转化为 能和 能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定 3.6×106J 练习 热 电 内 20 电 内 机械 小于 焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻 斯特，他的父亲是一个酿酒厂主.焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的