173探究电流热效应跟电阻的关系课件

15.4 15.4 探究焦耳定律探究焦耳定律沪粤版九年级上沪粤版九年级上这些用电器的共同特点是什么？这些用电器的共同特点是什么？电饭锅电饭锅电烙铁电烙铁热得快热得快电热毯电热毯电炉子电炉子电熨斗电熨斗 电流通过导体时能使导体的电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能，这温度升高，电能转化为内能，这就是就是电流的热效应。电流的热效应。电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？猜想：猜想：与电阻、电流、通电时间有关与电阻、电流、通电时间有关提出问题提出问题:一、探究电流的热效应跟电阻的关系一、探究电流的热效应跟电阻的关系进行实验进行实验结论：结论：1、当电流一定时，导体的电阻越大，、当电流一定时，导体的电阻越大，产生的热量就越多。产生的热量就越多。思考：思考：怎样探究导体产生的热量与电流怎样探究导体产生的热量与电流大小、通电时间的关系？大小、通电时间的关系？结论：结论：2、当电阻一定时，通电导体的电、当电阻一定时，通电导体的电流越大，导体产生的热量就越多。流越大，导体产生的热量就越多。3、通电时间越长，产生的热量越多。、通电时间越长，产生的热量越多。1.1.内内容容：电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量跟跟电电流流的的平平方方成成正正比比，跟跟导导体体的的电电阻阻成成正正比比，跟跟通通电电时时间间成正比。成正比。2.2.公式：公式：Q=I2Rt3.3.单位：单位：I-安，安，R-欧，欧，t-秒，秒，Q-焦。焦。注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一注意：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个用电器的电流增加到3 3倍时，它产生的热量倍时，它产生的热量增大到增大到 倍。倍。9 英国物理学家焦耳英国物理学家焦耳做了大量的实验做了大量的实验,于于18401840年最先精确地确定电流产生的热量跟电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。流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。二、电流热效应的应用与控制你能解释下面的问题吗？你能解释下面的问题吗？电炉丝接入电路中时，电炉丝热得电炉丝接入电路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发热。这是为什么发热。这是为什么?问题问题1：因为电炉丝与导线是串联，根据因为电炉丝与导线是串联，根据Q=I2Rt可知：通过电炉丝和导线的可知：通过电炉丝和导线的电流相等，电炉电流相等，电炉丝比导线电阻大，所以电炉丝产生的热量多。丝比导线电阻大，所以电炉丝产生的热量多。因此电炉丝热得发红，而导线不热。因此电炉丝热得发红，而导线不热。为什么接在家庭电路中的灯泡，为什么接在家庭电路中的灯泡，100W100W的的要比要比15W15W的亮得多？的亮得多？问题问题2：因为两灯泡是并联，根据因为两灯泡是并联，根据 可知：灯可知：灯泡两端的泡两端的电压相等，电压相等，100W的灯泡比的灯泡比15W的灯的灯泡电阻小，所以泡电阻小，所以100W的灯泡产生的热量多。的灯泡产生的热量多。因此因此100W比比15W灯泡更亮。灯泡更亮。电流热效应跟电阻的关系电流热效应跟电阻的关系在串联电路中，由在串联电路中，由Q=I2Rt可知：可知：电流相等时，导体产生的热量跟电阻成电流相等时，导体产生的热量跟电阻成正比正比电压相等时，导体产生的热量跟电阻成电压相等时，导体产生的热量跟电阻成反比反比在并联电路中，由在并联电路中，由 可知：可知：讨论：讨论：通电导体产生的热量跟电阻到通电导体产生的热量跟电阻到底是成正比还是成反比？你是怎样底是成正比还是成反比？你是怎样理解的？理解的？电流一定（正比）电流一定（正比）电压一定（反比）电压一定（反比）公式电功电能 电功率 热量W=UIt P=Q=I2Rt（通用通用）W=Pt P=UI Q=UItW=P=Q=W=I2Rt P=I2R Q=Pt通通用用通通用用纯纯电电阻阻纯纯电电阻阻纯纯电电阻阻电动机电动机1.能量转化：能量转化：电能电能=机械能机械能+内能内能2.总功（电能）：总功（电能）：W总总=UIt3.有用功（机械能）：有用功（机械能）：W有有=Gh4.额外功（内能、热量）：额外功（内能、热量）：1.（03安徽）有一台直流电动机在安徽）有一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为的电压下工作时，电流为35A。用它匀速。用它匀速提升质量为提升质量为1400kg的货物，在的货物，在2s内提升了内提升了1m。设电动机输出的能量全部用来提升货。设电动机输出的能量全部用来提升货物。问：物。问：1）2s内电动机对货物做了多少功？内电动机对货物做了多少功？2）这期间电动机的效率是多少？）这期间电动机的效率是多少？3）电动机消耗的电能转化成了哪些形式）电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量？的能量？典型例题典型例题2.（05安徽）在学了电学知识后，小明与同学合作组安徽）在学了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置，他想通过该实验测算装了一个如图所示的实验装置，他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率。当他闭合开关后，通过调小电动机提升重物的效率。当他闭合开关后，通过调整实验装置，使钩码在整实验装置，使钩码在10s内匀速上升了内匀速上升了0.6m，并观，并观察到电压表和电流表的示数分别为察到电压表和电流表的示数分别为3V和和0.2。已知钩。已知钩码的质量为码的质量为50g，求：，求：电动机在钩码匀速上升的电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能。内消耗的电能。在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率为多少？为多少？典型例题典型例题3.（08安徽）安徽）如如图所示的所示的电动机是一种使用广泛的机是一种使用广泛的动力力机械，从能量机械，从能量转化的角度看它主要是把化的角度看它主要是把电能能转化化为机机械能，械能，还有一部分能量在有一部分能量在线圈中以圈中以热量的形式散失掉。量的形式散失掉。现有一台有一台电动机，当机，当电动机两端加机两端加220V电压时，通，通过电动机机线圈的圈的电流流为50A。问：（1）每分）每分钟该电动机消耗的机消耗的电能是多少，能是多少，（2）已知）已知电流通流通过导体体时产生的生的热量量Q=I2Rt（其中（其中I、R和和t分分别表示通表示通过导体的体的电流、流、导体的体的电阻和通阻和通电时间），若），若该电动机机线圈的圈的电阻是阻是0.4，则线圈每分圈每分钟产生的生的热量是多少量是多少?（3）这台台电动机每分机每分钟所做的机械功是多少所做的机械功是多少?典型例题典型例题电流热效应的应用电流热效应的应用电流热效应的应用很广泛：电流热效应的应用很广泛：电流热效应的控制（防护）电流热效应的控制（防护）上面这些东西里都装有散热装置，你知道上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安装了什么样的散热装置？了散热措施？安装了什么样的散热装置？散热窗、散热片、散热小风扇散热窗、散热片、散热小风扇散热窗散热窗散热窗散热窗散热片散热片散热片散热片散热风扇散热风扇散热风扇散热风扇1.（08北京）下列四种电器中，利用电流北京）下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（热效应工作的是（）A、洗衣机、洗衣机 B、录音机。、录音机。C、电视机、电视机 D、电饭锅。、电饭锅。典型例题典型例题D2.（08甘肃）有三根电阻丝，接在电压恒定不甘肃）有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是电阻丝应是()A三根串联三根串联 B三根并联三根并联C两根串联起来，再跟第三根并联两根串联起来，再跟第三根并联D两根并联起来，再跟第三根串联两根并联起来，再跟第三根串联B3.（08海南）将规格都是海南）将规格都是“220V 100W”的一台的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入220V的电路中，通电时间相同，电流通过它们的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（产生的热量最多的是（）A电烙铁电烙铁 B电视机电视机 C电风扇电风扇 D一样多一样多典型例题典型例题A小结小结1 1、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成 内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应2 2、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟、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。这导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这 就是焦耳定律就是焦耳定律就是焦耳定律就是焦耳定律3 3、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制