九年级物理全册 第十六章 第四节 科学探究 电流的热效应教学课件 （新版）沪科版.ppt

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 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 电流的效应是指电流的热效应 化学效应和磁效应 电流的热效应 电流通过导体要发热 这叫作电流的热效应 例如 电灯 电炉 电烙铁等都是应用电流的热效应的例子 电流的化学效应 电流通过导电的液体 会使液体发生化学变化 产生新的物质 电流的这种效果叫作电流的化学效应 例如 电解 电镀 电离等就属于应用电流的化学效应的例子 电流的磁效应 给绕在软铁芯周围的导体通电 软铁芯就产生磁性 这种现象就是电流的磁效应 例如 电铃 蜂鸣器 电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的 拓展延伸 电流的效应 电流产生的热量与哪些因素有关 猜想 与电流产生的热量有关的因素 现象一 灯泡通电后 在刚开始通电不是很热 可过了一会就很热 现象二 通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太大的变化 电流i 电阻r 通电时间t 现象三 电饭锅的通电后必需按下加热 煮饭 按钮开关才能煮熟饭 控制电流i 时间t相同 研究电阻r变化 对电热q的影响 控制电阻r 时间t相同 研究电流i变化 对电热q的影响 控制电阻r 电流i相同 研究时间t变化 对电热q的影响 控制变量法 探究实验用什么物理方法 电流通过导体产生热量 其中所产生的热量既看不见也摸不着 如何测量呢 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 转化 让电流产生的热量被液体吸收 通过观察液体的热膨胀 观察玻璃导管内的液柱升降 来测量 控制电阻r 电流i相同 研究通电时间t变化 对电热q的影响 结论 对同一电阻丝 在电流大小不变的情况下 通电时间越长 煤油的温度越 表明电流产生的热量越 每隔一分钟记录一下温度计的示数 高 多 控制电阻r 时间t相同 研究电流i变化 对电热q的影响 结论 对同一电阻丝 在通电时间相同的情况下 通电电流越大 煤油的温度越 表明电流越大 电流产生的热量越 相同时间内通过r的电流为 移动r0的滑片 使通过r的电流为0 5 比较r两次所产热的多少 高 多 控制电流i 时间t相同 研究电阻r变化 对电热q的影响 结论 在通电电流大小不变 通电时间相同的情况下 电阻越大 煤油的温度越 表明电流越大 电流产生的热量越 高 多 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 i ir i r 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 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 焦耳定律 历史上 英国物理学家焦耳做了大量的实验 探究电流产生的热量跟电流的大小 导体的电阻以及通电时间的关系 他于1840年最终发现 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 jamesprescottjoule 1818 1889 英国物理学家 用近40年的时间做了400多次实验 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 非纯电阻电路 w总 q w总 uit w外 q q w uit i2rt 根据欧姆定律u ir 又w uit 若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 i2rt 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 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 已知 r 60 u 36vt 5min 求 q 解 通过电阻丝的电流为 产生的热量为 q i2rt 0 6a 2 60 5 60s 6480j 答 5min内共产生的热量是6480j 一 通电导体放出的热量跟哪些因素有