第四节科学探究：电流的热效应

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,电流通过导体时电能转化成内能热能,这些用电器工作时的共同点是什么,?,第四节 科学探究：电流的热效应,1,第一页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,电热毯,电熨斗,电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。,电炉,2,第二页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,电流产生的热量与哪些因素有关,【,设计实验,】,讨论1：当大家猜测电热与多个因素有关,实验研究时应用 什么方法去研究？,控制变量法,讨论2：观察实验装置,1用什么方法去观察不可见的物理量电热？,通过空气受热膨胀程度,观察产生热量的多少。,像这种利用物理量产生的效应来观察,不可见的物理量的方法叫,转换法。,实验中,通过观察两个U形管中染色水柱液面高度的变化来判断产生热量的多少。,实验,装置,2如何比较电流通过导体产生热量的多少？,3,第三页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。,当通电时间、电流相同时,电阻越大电流产生的热量越多。,4,第四页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,电流大,液柱的液面高。电流小,液柱的液面低。,电阻和通电时间相同时,电流越大产生,的热量越多。,5,第五页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。,电阻和通电电流相同时,通电时间越长产生的热量越多。,电阻和通电电流相同时,通电时间越长产生的热量越多。,通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。,6,第六页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,我们用欧姆定律,能不能推导出电流的热效应跟电阻的关系呢？,P=IU,U=IR,P=IU=IIR=IR,在电流相同的情况下,电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比。,即：在电流相同时,电阻较大的导体在一定时间内产生的热较多。,结论：,分析论证：,7,第七页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,焦耳定律,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。,2公式：Q=I2Rt,焦耳James Prescott Joule,18181889,英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 屡次实验,研究热和功的关系。通过大量的实验,于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。,3.单位：I-安,R-欧,t-秒,Q-焦。,8,第八页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,非纯电阻电路：,W,总,Q,(,W,总,UIt,=,W,外,Q,),Q=W=UIt=I,2,Rt,根据欧姆定律,U=IR,又 W=UIt,假设电流做的功全部用来产生热量即Q=W,注意：,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以下公式来计算热量。,纯电阻电路：,W,总,=,Q,放,=,Pt=UIt,=,t,=,I,2,Rt,9,第九页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,【例1】用电炉烧水时,电炉丝热得发红,而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热,这是为什么?,电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的,所以通过的电流是相同的,时间也是相同的,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当两导体中电流和通电时 间均相同时,电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电 阻大得多,所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。,【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈,的电阻为2,通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时,一秒钟消耗的电能为 J,产生的热量为 J。,3800,200,典例精析,10,第十页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,【例3】一根60的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量？,：R=60 U=36V t=5min,求：,Q,解：通过电阻丝的电流为：,U,I,=,_,R,=,36V,60,=0.6A,产生的热量为：,Q,=,I,2,Rt,=(0.6A),2,60,560s,=6480J,答：,5min,内共产生的热量是,6480J,。,11,第十一页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,一、通电导体放出的热量跟哪些因素有关,当电流、导体的电阻一定时,通电时间越长,产生的热量就越多；,当电流、通电时间一定时,导体的电阻越大,产生的热量就越多；,当电阻、通电时间一定时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多。,二、焦耳定律 Q=I2Rt,12,第十二页，编辑于星期一：二十点 五十二分。,