九年级物理全册 13.4 电流的热效应教学课件 北师大版.ppt

四电流的热效应 1 知道电流通过导体时产生的热量和电流 电阻及通电时间的定性关系 2 掌握焦耳定律的内容及其数学表达式 3 了解电功与电热的关系 电油炸锅 电饭煲 电熨斗 电取暖器 电烤箱 电热水器 电烙铁 电热水壶 电热毯 这些常见家用电器的共同特点 1 电流通过各种用电器时 温度都会升高 这种现象叫做电流的热效应 2 利用电流的热效应工作的电器叫做电热器 3 电热器的主要组成部分是发热体 发热体是由电阻率大 熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的 优点 清洁 无污染 热效率高 便于控制和调节等优点缺点 浪费电能 电线老化 影响用电器使用寿命 电流的热效应有什么利和弊 电流的热效应与哪些因素有关 点亮的灯泡过一会儿会烫手 说明什么 导线和电熨斗串联 为什么电熨斗很热而导线并不很热 说明什么 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关 首先焦耳猜测电流i 电阻r 时间t三者对电流产生的热量q的多少有影响 然后对电流i 电阻r 时间t三者进行探究 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 电流通过导体产热 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气体吸收 通过观察气体的热膨胀 观察玻璃导管内的水柱升降 控制电流i 时间t相同 研究电阻r变化 对电热q的影响 欧姆 欧姆 结论 在电流i和通电时间t相同时 电流产生热量多少与导体的电阻 大小有关 并且电阻 越大电流产生热量越多 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 在电阻 和通电时间t相同时 电流产生热量多少与通过导体的电流 大小有关 并且电流 越大电流产生热量越多 相同时间内通过 的电流为 移动 0的滑片 使通过 电流为0 5 比较 两次所产热的多少 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 在电阻 和电流 相同时 电流产生热量多少与通电时间t长短有关 并且通电时间t越长电流产生热量越多 通电一分钟产热多少与 通电十分钟产热多少进行比较 欧姆 电流通过导体所产生的热量与导体的电阻大小成正比 与电流的平方成正比 与通电时间成正比 焦耳定律 t 总结论 焦耳 1818 1889 英国物理学家 1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德 1889年10月11日卒于塞尔 焦耳定律的发现者 焦耳定律的理论推导 电流通过纯电阻导体时所做电功w uit 电流对纯电阻导体时所做电功全部转化为电热q w uit 对于纯电阻导体u ir q w uit irit i2rt 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 灯泡的电阻比电线大得多 产生的热量更多 问题2 假如在照明电路中接入大功率的电炉 电线将显著发热 有可能烧坏它的绝缘皮 甚至引起火灾 这又是为什么 大功率用电器的电流过大 引起导线发热过多 问题3 电路中负荷过大有什么危险 为什么 电路中负荷过大时 使电路中电流增大 按q i2rt计算 容易引起线路发热 甚至烧毁线路 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 i2rt 你对发热体和导线的材料有何建议 发热体 电阻率大 熔点高导线 电阻率小 熔点高 请你当设计师 电流热效应的利用 制电热器 要求电热丝材料电阻率大熔点高 制白炽灯制保险丝 要求保险丝材料电阻率大熔点低 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 高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗 预计未来导线可用超导体从而避免电流在导线上的热损耗 无用的电流热效应应尽量减少 1 一个20 的电阻 通过0 5a的电流2min 电阻上消耗的电能是 释放热量为 2 一个电阻通过0 2a的电流5min 电阻上产生的热量为600j 这个电阻的阻值是 3 一个200 的电阻通电2min 电阻上消耗的电能是4 5 104j 则通过电阻的电流是 600j 600j 50 1 37a 5 两个电热器的电阻之比为4 3 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 通过的电流之比为1 3 在相等的时间里产生的热量之比为 4 3 1 9 4 一个40 的电阻 通过0 3a的电流 则通电 min释放热量为2160j 10 6 当0 2安的电流通过一金属线时产生的热量为q1 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q2 那么q2是q1的 a 2倍b 4倍c 0 25倍d 0 5倍 b 1 电流的热效应 电流通过各种用电器时