1-116_电流的热效应

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,普通高中课程标准实验教科书物理选修,1-1,1.6,电流的热效应,2024/11/3,1,一、电功和电功率,W=qU,q=It,W=UIt,课程导入,2024/11/3,2,1.,电功,（,W,）,.,定义：,在一段电路中电场力所做的功,也就是通常说的电流所做的功,简称电功,.,.,公式：,W=U,I,t,.,单位：,J,或,kWh(,度,),1 kWh=,3.610,6,J,课程内容,2024/11/3,3,*,注：额定功率,表示的是用电器在正常工作时的功率,，这时加在用电器两端的电压叫,额定电压。,2.,电功率,（,P,）,.,定义：,单位时间内电流所做的功叫做电功率,.,公式：,P=,W/t=,U,I,.,单位：,W,或,kW,.,物理意义,：表示电流做功快慢的物理量,电功率大,(,即电流做功快,),则电功就大吗？,2024/11/3,4,2024/11/3,5,想想他们有什么共同点？,2024/11/3,6,7,课程内容,二、电流的热效应,概念,1.,电流流过导体,时，,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？,I,(,电流,),、,R,(,电阻,),、,t,(,时间,),2024/11/3,7,8,课程内容,2.,验证猜想,设计实验，采用,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,实验（逐个验证）,（,1,）,热量,与,电阻,的关系,2024/11/3,8,电流,I,通电时间,t,相同,R,甲,R,乙,R,甲,R,乙,实验发现：,中的火柴棒先被点燃,。,结论：,大,R,甲,在电流、通电时间相同时,，阻值,的电阻产生的热量多。,热量与电阻的关系,2024/11/3,9,通电时间,t,电阻,R,相同,结论：,在电阻、通电时间相同时，,电流,的电阻产生的热量多。,大,热量与电流的关系,（,2,）,热量,与,电流,的关系,2024/11/3,10,电阻,R,电流,I,相同,结论：,在电阻、电流相同时,，通电时间,的电阻产生的热量多。,长,热量与时间的关系,（,3,）,热量,与,时间,的关系,2024/11/3,11,12,课程内容,3.,焦耳定律,(Joule law),.,内容：,电流通过导体产生的,热量,跟,电流的二次方,、,导体的电阻,、,通电时间,成,正比,。,.,公式：,Q=,I,2,Rt,.,单位：,J,或,kWh,电热,单位：,I,安,R,欧,t,秒,Q,焦,2024/11/3,12,伟大的发现：,焦耳定律,1841,年，由英国物理学家,焦耳,发现。它是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。,焦耳定律,是一个,实验定律,，它是经过大量实验总结出来的，不是用电学公式推导出来的，它,适用于所有电路中的发热计算,。,2024/11/3,13,4.,热功率,(,P,热,):,.,内容：,导体在单位时间内发出的热量,.,公式：,P,热,=Q/t=,I,2,R,.,单位,：,W,或,kW,从微观上讲，导体内的自由电子做定向移动时，与金属离子不断的碰撞，同时把一部分能量传给离子，使其运动加剧，导致导体发热,2024/11/3,14,纯电阻电路,:,如电炉、白炽灯等,电能,内能,Q,I,2,Rt,W,UIt,=,I=U/R,M,非纯电阻电路,:,如电解槽、电动机,电源等,电能,内能,+,其它形式的能,W,W,-,Q,Q,UIt,I,2,Rt,I,U/R,说明：,欧姆定律不适用于非纯电阻电路,！,指某段电路在某段时间内消耗的全部电能,!,指转化为内能的那部分电能,!,2024/11/3,15,纯电阻电路,:,非纯电阻电路,:,I=U/R,电功,=,电热,：,W,=,Q,=,UIt,=,I,2,Rt,=U,2,t/R,电功率,=,热功率,：,P,=,P,热,=,UI,=,I,2,R,=U,2,/R,M,I,U/R,电功：,W=UIt,电热：,Q=I,2,Rt,电功率：,P=UI,热功率：,P,热,=I,2,R,电功,等于,电热,电功,大于,电热,2024/11/3,16,1.,白炽灯泡的,发光原理,：利用,电流的热效应,，使,通电的金属丝温度升高,，达到,白热,，从而,发光,。,卡 口,螺丝口,三、白炽灯,2024/11/3,17,爱迪生的白炽灯,1879,年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的,10,月,21,日，这个灯泡开始点亮，持续发光,45,个小时！,1909,年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料,钨。钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合适不过的。,2024/11/3,18,19,【,例题,1】,：,某一电热器电阻丝的电阻是,2,欧，当,1,安的电流通过时，,1,分钟产生的热量是多少焦？,课堂练习,解：,Q=I,2,Rt=1,2,2 60J,=120J,2024/11/3,19,20,【,例题,2】,：,一台电动机正常工作时线圈两端的电压为,380,伏，线圈的电阻为,2,欧,线圈中的电流为,10,安,若这台电动机正常工作,1,秒钟，求：,1,）消耗的电能,W,。,2,）产生的热量,Q,。,课堂练习,2024/11/3,20,分析,已知：电动机,U=380V I=10A R=2,t=1s,求：（,1,）,W,（,2,）,Q,解：,1,）,W,UIt,380101J,3800J,2,）,Q,I,2,Rt,10 10 2 1J,200J,2024/11/3,21,2024/11/3,22,4.5A,1,、规格为,“,220V,，,1000W,”,的电炉，求：,（,1,）,电炉正常工作时，通过电阻丝的电流,（,2,）电炉的电阻,48.9,课堂训练,2024/11/3,23,课堂训练,2.,不考虑温度对电阻的影响，对一个,“,220V,，,40W,”,的灯泡，下列说法正确的是（）,A.,接在,110 V,的电路上时的功率为,20 W,B.,接在,110 V,的电路上时的功率为,10 W,C.,接在,440 V,的电路上时的功率为,160W,D.,接在,220 V,的电路上时的功率为,40,W,BD,2024/11/3,24,课堂训练,3.,一台直流电动机的额定电压为,U,，额定功率是,P,，电动机内电枢导线的电阻为,R,，那么它正常工作时的电流强度是（）,A,、等于,U,R B,、等于,P,U,C,、大于,U,R D,、大于,P,U,B,2024/11/3,25,4,、加在某台电动机上的电压是,U,，电动机消耗的电功率为,P,，电动机线圈的电阻为,r,，则电动机线圈上消耗的热功率为（）,A,P,B,U,2,/r,C,P,2,r/U,2,D,P,P,2,r/U,2,非纯电阻电路中计算,电功率只能用,P=U,I,，,热功率只能用,P,热,=,I,2,R,课堂训练,C,2024/11/3,26,5.,有一提升重物用的直流电动机，内阻,r,=0.6,，,R,=10,，,U,=160 V,，电压表的读数为,110 V,，求,（,1,）通过电动机的电流是多少？,（,2,）输入到电动机的电功率是多少？,（,3,）在电动机中发热的功率是多少？,（,4,）电动机工作,1 h,所产生的热量是多少？,课堂训练,5A 550W 15W 54000J,2024/11/3,27,6.,一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为,0.3V,，电流为,0.3A,。松开转轴，在线圈两端加电压为,2 V,时，电流为,0.8 A,，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少,?,电动机的机械功率是多少,?,课堂训练,1,1.6w 0.96W,2024/11/3,28,小结,电流的热效应,焦耳定律（,重点一,）,电流产生热量的其它表达式,电功与电热的关系（,重点二,）,热功率,2024/11/3,29,2024/11/3,30,作业,活页卷第,6,节,