高中物理 1.6 电流的热效应同步辅导与检测课件 新人教版选修11.ppt

第六节电流的热效应 电场电流 电阻是怎样形成的当通过电源把电场加在金属导体上时 金属导体中的自由电子在电场力作用下做定向运动的过程中 电场力对自由电子做功 使电子的动能增大 同时 自由电子又不断地与晶体点阵上的原子实 失去一些核外电子的金属原子 碰撞 将它的一部分动能传递给原子实 使原子实的热振动加剧 导体的温度就升高了 如下图所示 由此可见 自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞 形成对电子定向运动的阻碍作用 是 电阻 产生的根本原因 也是电阻元件在通电时发热的原因 一 电阻与电流的热效应1 焦耳定律 电流通过导体产生的热量 跟 成正比 即q 2 热功率 在物理学中 把电热器在单位时间消耗的 叫做热功率 即p 二 白炽灯白炽灯发光原理 利用 使通电的金属丝 升高 达到 从而发光 一 1 电流的二次方导体的电阻通电时间i2rt2 电能i2r二 电流的热效应温度白热 电流通过电阻产生焦耳热 电阻对电流的阻碍作用是因为定向移动的自由电荷跟不能自由移动的粒子之间碰撞 这种碰撞使自由电荷的电能减少 而不能自由移动的粒子热运动加剧 使电能转化为内能 引起导体发热 通过电流做功 电能完全转化为电路的内能 因而电功等于电热 有w uit i2rt t p ui i2r 电炉通电后 电炉丝热得发红 而跟电炉连接的铜导线却不那么热 这是因为 a 通过铜导线的电流小 所以它消耗的电能也较少b 电炉丝和铜导线消耗的电能相同 但铜导线散热快 所以就不那么热c 通过电炉丝的电流大 所以它消耗的电能较多d 铜导线电阻较小 所以它消耗的电能较少解析 电炉丝和铜导线是串联关系 故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等 电炉丝的电阻很大 铜导线的电阻很小 由q i2rt知 在电流相同的条件下 相同的时间内 电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多 答案 d 变式迁移 1 下图中有两个电热器 甲由两条不同的电阻丝a b 电阻分别为ra rb ra rb 并联构成 乙由两条相同的电阻丝c 电阻为rc 并联构成 已知ra rb 2rc 若用两电热器分别给相同容器内等温等质量的水加热 问升温快的是 a 放甲电热器的容器b 放乙电热器的容器c 一样快d 无法确定 对焦耳定律的理解 1 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 2 对焦耳定律公式q i2rt的理解 在电流和电阻一定时 热量与时间成正比 在电阻和时间一定时 热量与电流的平方成正比 在电流和时间一定时 热量与电阻成正比 3 应用时不论什么电路其热量都可以用q i2rt来计算 只有在纯电阻电路中计算热量时才能使用q iut和q t 一只规格为 220v 2000w 的电炉 求在正常工作时的电阻 若电网电压为200v 求电炉的实际功率 在220v电压下 如果平均每天使用电炉2h 求此电炉一个月要消耗多少度电 一个月按30天计 解析 设电炉电阻为r 由p 得r 24 2 当电压为u 200v时 电炉的实际功率为p w 1653w在220v的电压下 一个月耗用电能 按30天计 w pt 2 30 2kw h 120kw h答案 24 2 1653w120度 变式迁移 2 为了使电炉的热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 使电压和电阻各自减半 解析 电炉是纯电阻电器 电阻一定时 使电流减半 由p i2r知 电功率减为原来的 a错 同理 使电压减半 由p u2 r知 电功率也为原来的 故b错 当电压不变 电阻减半时 由p u2 r知 电功率变为原来的2倍 c错 当u和r各减半时 电功率变为原来的 d正确 答案 d 基础巩固 1 计算用电荷量时 常用的单位是 度 对此 下列说法正确的是 a 1度 3 6 103kw hb 1度 3 6 106jc 度 是电功率的单位d 度 是电功的单位 解析 本题考查生活中常用的电功率单位 度 1度 1kw h 1000 3600j 3 6 106j 答案 bd 能力提升 8 一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36w与36v 若把此灯泡接到输出电压为18v的电源两端 则灯泡消耗的电功率 a 等于36wb 小于36w 大于9wc 等于9wd 小于9w 解析 白炽灯在正常工作时的电阻为r 由p 得r 36 当接入18v电压时 假设灯泡的电阻