电能的获得和转化

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,*,电流的三种效应及其应用,电流的效应：,1、电流的热效应,2、电流的化学效应,3、电流的磁效应,2.实质:,1.定义：,一.电流的热效应,3.应用：,电流流过导体时,导体会发热的现象叫电流的热效应。,电能转化为内能。,电热器,生活中还有那些电器有热现象呢？,电热器,水用管状电热器,热水器,饮水机,电熨斗,电烤箱,白炽灯通电时，灯丝发热达到白炽状态，温度可达2800，产生发光现象。,现象,:,电炉丝和导线通过的,电流相同,。为什么,电炉丝,热的,发红,，而导线却几乎,不发热,？,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？,猜想,：,与,时间、电阻、电流,有关,问题:,通过导体的电流越大，导体的电阻越大，通电时间越长，导体产生的热量越多,电流通过导体时产生的热量多少与哪些因素有关？,可能与电流有关,可能与电阻有关,可能与通电时间有关,实验探究,2、设计实验:,1.影响因素有多个,应当选用_法.,2.产生的热量不能直接测量,如何比较产生热量的多少?,控制变量,1、猜测:,根据生活经验（,烧开水,）得出结论：,1、用同一个电水壶烧相同量的水，烧的时间越长，则水温越高，说明：,2、用相同的电水壶烧水，相同时间内，电压越高（电流越大），则水温越得越快，说明：,电流产生的热量与通电时间长短有关，时间越长，,产生的热量越多。,电流产生的热量与电流大小有关，电流越大，产生的热量越多。,既看不见也摸不着的科学量,既看得见也能测量的科学量,转化法,让电流产生的热量被水吸收，通过计算一定质量的水升温变化来判定产热多少。,转化,产生的热量不能直接测量,如何比较产生热量的多少?,思考,从测水温变化到观察水的热膨胀,（小导管中的液面高度变化）,研究,电阻R,与,电热Q,的关系（如何设计实验）,欧姆,欧姆,结论：,在,电流I,和,通电时间t,相同时，,电流产热,与导体的,电阻,大小有关。,电流产热与电阻关系,焦耳定律,Q = I R t,热量,电流,电阻,时间,J A,S,公式：,单位：,焦耳定律,：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,。,焦耳,(18181889),电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内（热）能？,若电流做的功全部用来产生热量，即,Q=W时，,我们能否将欧姆定律公式代入焦耳定律公式中进行计算呢？,思考：,电能转化成内能和机械能,电吹风机 ：,电熨斗：,电能全部转化成内能,若电流所做的功全部转化为电热器的内能，即为纯电阻电路，则：,W,Q,欧姆定律成立,Q,I,2,Rt,也可,也可,若电流所做的功只有一部分转化为热，则,只可用焦耳定律来计算,Q,热,= W = UIt,Q,热,= W = U,2,/R =Pt,Q,I,2,Rt,1、电能全部转化为热能时，,2、电能没有全部转化为热能时，,Q=I,2,Rt =,W=Pt,=UIt,Q=I,2,Rt ,W=Pt,=UIt,小结：,注意:,1、电流做多少功，就是消耗多少电能，,也就是将多少电能转化成,其他,形式的能。,2、,纯电阻电路中,，电流做多少功，就是将,多少电能转化成,内能,。,2.下列家用电器，铭牌上的字样为“220V 40W”，其中产生热量最多的是( ),A.普通灯泡 B.电风扇 C.电烙铁 D.一样多,1.下列电器中不属于电热器的是( ),A 电烙铁 B电熨斗 C电剃刀D电饭煲,C,C,两个电热器的电阻之比为43，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为13，在相等的时间里产生的热量之比为_。,43,19,学以致用,两根长度相同，粗细不等的镍铬合金电阻丝，串联以后接入电源两端，在相同的时间内电阻丝上的放热情况是（ ）,A、两根一样多,B、粗的一根较多,C、细的一根多,D、缺少条件，无法判断,C,学以致用,当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q,1,，若使通过的电流增加到0.4安时，在相同的时间内产生的热量为Q,2,，那么Q,2,是Q,1,的( ),A、2倍 B、4倍 C、0.25倍 D、0.5倍,B,学以致用,如图a、b两相同容器中分别装有相等质量的水，水中的电阻丝阻值分别为R,1,和R,2,，且R,1,R,2,，则闭合开关S后，a、b容器中水温上升较快的是-（ ）,A.a容器中的水,B.b容器中的水,C.a、b容器中的水温上升快慢一样,D.无法判断,A,一根60,的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量？,解：,通过电阻丝的电流为：,U,I,=,_,R,=,36V,60,=,0.6,A,电流产生的热量为：,Q=,I,2,Rt=(0.6),2,60560J=6480J,答：产生6480J的 热量。,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?,分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律QI,2,Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热的发光，而电线却感觉不到热。,焦耳定律的应用：,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=I,2,Rt,，你对,发热体和导线的材料,有何建议？,请你当回设计师：,发热体：电阻率大，熔点高,导线：,电阻率小，熔点高,组成:,原理:,定义:,4、电热利用和防止,(危害),熔点高,电阻率大,利用电流做功将电能转化为内能的装置,.,电流的热效应.,主要部件是发热体.发热体应选_,_,_,_的合金.,电热的利用：,制成电热器,注意点：给用电器通电驱潮,电热的危害,1.烧坏电器 2.使导线绝缘皮老化引起火灾,防止电热造成的危害,加快散热(各类电器的散热孔,散热片,电脑的散热风扇）,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。,二、电流的化学效应：,1. 阴极和阳极所产生的气体分别是什么？,阴极产生的是氢气，阳极产生的是氧气,2 在电解水的实验中，所发生的能量变化是怎样的？,电能转化为化学能,在电流的化学效应中，电能转化为化学能。,电动车的电瓶,火力发电,在生活中，有没有化学能转化为电能的实例呢？,铅蓄电池的构造,1、铅蓄电池能反复充放电,。,2、充电与放电过程中化学反应是可逆的。,3、充电时，装置是电解槽，放电时，装置是电池。,铅蓄电池充电：,铅蓄电池放电：,电能转化为化学能,化学能转化为电能,三、电流的磁效应：,奥斯特发现：通电导线周围存在磁场的现象，称为电流的磁效应。,如：电磁继电器,奥斯特实验,小结：,1、电流的三种效应；,2、电流的热效应；,3、焦耳定律；,4、电流的化学效应；,5、蓄电池充放电时能量的转化；,6、电流的磁效应。,