2019高中物理 第一章 电流 1.6 电流的热效应课件 新人教版选修1 -1.ppt

六 电流的热效应 读一读 辨一辨 一 电阻和电流的热效应阅读教材第19 21页 电阻与电流的热效应 部分 知道什么是电流的热效应 影响导体发热的因素 了解焦耳定律 1 什么是电流的热效应 答案 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 2 焦耳定律的内容是什么 公式呢 答案 1 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 2 公式 Q I2Rt 3 什么是热功率 热功率的表达式是什么 答案 1 电热器在单位时间内消耗的电能叫热功率 2 表达式 P I2R 读一读 辨一辨 4 热功率的单位是什么 答案 在国际单位制中 热功率的单位是瓦特 简称瓦 符号是W 二 白炽灯阅读教材第21页 白炽灯 部分 了解白炽灯的工作原理及其对人们生活的影响 1 白炽灯的发光原理是什么 答案 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 2 对电灯的发明和改进作出贡献的科学家是谁 答案 美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺 3 电灯的发明对人们生活产生了什么影响 答案 改变了人们日出而作 日落而息的生活习惯 延长了人们的工作时间 使舞台光辉夺目 城市夜景灿烂炫目等 读一读 辨一辨 1 思考辨析 1 通电导体的发热规律是由英国物理学家焦耳发现并总结的 解析 英国物理学家焦耳通过一系列实验发现了通电导体发热所遵循的规律 答案 2 教材在研究电阻与电流的热效应关系时采用了先猜想后实验的研究方法 在实验中研究影响热效应的几个因素时 应用了控制变量法 解析 实验中采用了先控制其中几个量 然后看一个量的影响 这就是控制变量法 答案 读一读 辨一辨 2 探究讨论 1 使用电炉时 发现电炉丝热得发红 但跟电炉丝连接的铜导线并不怎么热 原因是什么 答案 电炉丝使用电阻率较高的合金制作 其电阻远远高于铜导线 导线与电炉丝是串联的 电流相同 根据焦耳定律 导线发热量远远低于电炉丝 2 220V 40W 规格的电炉 在照明电路中正常使用100min 产生的热量为多少 答案 Q Pt 40 10 60J 2 4 104J 3 家庭用电中也要节约用电 那么在家庭用电中如何做到节约用电呢 答案 家电不用时不要待机 应彻底切断电源 换用节能灯等 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究一焦耳定律的理解和应用 1 初中我们学过电功 电流I通过某段电路 如果电路两端的电压为U 通电时间为t 则这段时间内的电功是多少 2 我们家庭中通常用如图所示的电能表来量度家中每月的用电量 其单位通常用 度 或 千瓦时 表示 已知1度 1千瓦时 则1度电相当于多少焦耳的电能 要点提示 1 UIt 2 1度 1千瓦时 1 103W 3600s 3 6 106J 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 1 焦耳定律是一个实验定律 给出一个电阻或一个电器 无论是并联还是串联 无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路 如电动机线圈 产生的热量都满足Q I2Rt 2 如果是纯电阻电路 白炽灯 电炉 电熨斗等 由I 可得Q t和Q UIt 如果是非纯电阻电路 则Q UIt 温馨提示对于含有电动机的电路 不能简单地理解成它一定是一个非纯电阻电路 要从纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化的区别上加以区分 直流电动机两端加上电压以后 若电动机不转 则没有电能转化为机械能 此时损失的电能全部转化为内能 这时的电路就是纯电阻电路 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 例题1 两电阻R1 R2 阻值R1 R2 接入同一电路经过相同时间 有关二者发热量 以下说法正确的是 A 二者串联则R1发热量更多 二者并联则R2发热量更多B 二者串联则R2发热量更多 二者并联则R1发热量更多C 无论串 并联 都是R1发热量多D 无论串 并联 都是R2发热量多解析 串联时电流相等 依据Q I2Rt知 R1发热量更大 并联时电压相等 依据Q 知 R2发热量更大 故选A 答案 A归纳总结解决这类问题的关键是先明确不变的量是电流不变还是电压不变 再确定判断依据的公式 电流不变用Q I2Rt 电压不变用Q 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 变式训练1导学号66824017 多选 一台电动机线圈的电阻与一只电炉的电阻相同 通过相同的电流 在相同时间内 A 电炉放的热与电动机放的热相等B 电炉两端电压小于电动机两端电压C 电炉两端电压等于电动机两端电压D 电动机消耗的电能大于电炉的电能解析 本题考查对纯电阻电路与非纯电阻电路的理解 由于电炉与电动机的线圈电阻相等 电流也相等 由Q I2Rt得 相同的时间内放热相等 选项A正确 电炉属于纯电阻 电动机属于非纯电阻 电动机消耗的电能有一部分要对外做功 所以电动机消耗的电能大于电炉的电能 D正确 对于电炉有U IR 对于电动机有U IR B正确 C错误 故选A B D 答案 ABD 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究二电功率与热功率的关系电动机和白炽灯正常使用时在电能的转化上有何不同 电功率就是热功率吗 要点提示电动机 如电风扇 正常使用时主要把电能转化为机械能 只有一少部分转化为内能 这种电路又叫非纯电阻电路 而白炽灯在正常使用时可以认为把电能全部转化为内能 这种电路称为纯电阻电路 由此可见 电功率与热功率是两个完全不同的概念 只有在纯电阻电路中两者才相等 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题2 多选 不考虑温度对电阻的影响 一个 220V 100W 的灯泡 下列说法正确的是 A 接在110V的线路上的功率为50WB 接在110V的线路上的功率为25WC 接在440V的线路上的功率为400WD 接在55V的线路上的功率为6 25W解析 不考虑温度对电阻的影响 电灯的电阻为定值 由P 将110V和55V分别代入求得实际功率分别为25W和6 25W 而当灯两端电压为440V时 已超过额定电压 灯将被烧坏 答案 BD 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练2导学号66824018为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半 应采取下列哪些措施 A 保持电阻不变 使电流减半B 保持电阻不变 使电压减半C 保持电炉两端电压不变 使其电阻减半D 使电压和电阻各减半 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 答案 D 12345 1 物理学史的考查 通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的 A 欧姆B 焦耳C 安培D 法拉第解析 根据物理学史知 焦耳总结了通电导体发热的规律 即焦耳定律 答案 B 12345 2 电流的热效应 随着我国人民生活水平的不断提高 家庭中使用的电器越来越多 下列电器中主要利用电流的热效应工作的是 A 电风扇B 电视机C 洗衣机D 电饭煲解析 电风扇 洗衣机主要是将电能转化为机械能 电视机主要是将电能转化为光能和声能 电饭煲主要是将电能转化为内能 故选项D正确 答案 D 12345 3 公式Q I2Rt的应用 通过电阻R的电流强度为I时 在t时间内产生的热量为Q 若电阻为2R 电流强度为 则在t时间内产生的热量为 答案 C 12345 4 多选 纯电阻电路和非纯电阻电路的理解 下列关于电功 电功率和焦耳定律的说法正确的是 A 电功率越大 电流做功越快 电路中产生的焦耳热一定越多B W UIt适用于任何电路 而W I2Rt t只适用于纯电阻的电路C 在非纯电阻的电路中 UI I2RD 焦耳热Q I2Rt适用于任何电路 12345 路中 电流所做的功 焦耳热 其他形式的能 所以W Q 即UI I2R C正确 Q I2Rt是焦耳热的定义式 适用于任何电路中产生的焦耳热 D正确 答案 BCD 12345 5 焦耳定律的应用 一根60 的电阻丝接在36V的电源上 在5min内共产生多少热量 答案 6480J