高中物理 第一章 电场电流 第六节 电流的热效应课件 新人教版选修11.ppt

理解教材新知 第一章电场电流 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 把握热点考向 考向一 考向二 应用创新演练 第六节电流的热效应 1 电流的热效应是电流通过导体时 导体发热 温度升高 电能转化成内能的现象 白炽灯是利用电流热效应发光的 2 电流流过导体时产生的热量 跟电流的二次方 导体的电阻 通电时间成正比 这个规律叫做焦耳定律 公式q i2rt 单位焦耳 3 热功率是指电热器在单位时间内消耗的电能 公式p q t i2r 单位是瓦特 简称瓦 符号w 各种电热器铭牌上标明的额定功率就是热功率 自学教材 1 电流的热效应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 1 内容 电流通过导体产生的热量 跟 导体的 成正比 2 公式 q 单位为 符号 电流的二次方 电阻 通电时间 i2rt 焦耳 j 3 热功率 把电热器在单位时间内消耗的叫做热功率 p 单位为 符号 3 电流热效应的应用根据电流的热效应 人们制成各种电热器如电热水器 电熨斗 电热毯 电路上的保险丝等 电能 i2r 瓦特 w 4 额定功率是指用电器正常工作时的功率 这时加在用电器两端的电压叫 通过用电器的电流叫 5 电流通过电动机时 电能主要转化成 只有一部分转化成 这时电功率热功率 额定电压 额定电流 机械能 内能 大于 重点诠释 1 电流热效应电流通过导体的时候 做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞 由于这种碰撞 电子在电场力的加速作用下获得的动能 不断地传递给金属正离子 使金属正离子的热振动加剧 于是通电导体的内能增加 温度升高 这就是电流的热效应 电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能 2 热量的计算焦耳定律是一个实验定律 它是经过大量实验总结出来的 不能认为是用电学公式推导出来的 电热公式q i2rt适用于所有电路中的发热计算 在非纯电阻电路中 uit i2rt 即消耗的电能只有部分转化为内能 1 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 电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于前者的电阻大 后者的电阻很小 根据电流通过电阻发热的公式q i2rt 在电流相同条件下 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 自学教材 1 工作原理利用电流的 使通电的金属丝温度升高 达到白热 从而发光 热效应 2 发明和改进以美国发明家和英国化学家为代表的一批发明家 发明和改进了电灯 3 电功率电流通过白炽灯泡时 电能几乎全部转化成 这时电功率等于热功率 爱迪生 斯旺 内能 2 在非纯电阻电路中 如含有电动机 电解槽等的电路 电流做功将电能除转化为内能外 还转化为机械能 化学能等 此时有w q 即iut i2rt 显然u ir 因此在这种情况下 电功w只能用公式w iut进行计算 电热q只能用公式q i2rt进行计算 2 一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同 都通过相同的电流 在相同的时间内 a 电炉放热和电动机放热相等b 电炉两端电压大于电动机两端电压c 电炉两端电压等于电动机两端电压d 电动机消耗的功率大于电炉的功率 解析 由于电炉与电动机电阻相等 电流也相等 由q i2rt得 相同时间内放热相等 a正确 由于电动机消耗的电能有一部分要对外做功 所以电动机消耗的功率大于电炉的功率 由p机 u机i p炉 u炉i知 u机i u炉i 所以电动机两端的电压大于电炉两端的电压 因此b c错 d正确 答案 ad 例1 下列说法正确的是 a 通过电阻的电流越大 产生的热量越多b 导体的电阻越大 产生的热量越多c 通电时间越长 产生的热量越多d 对同一导体 通过的电流越大 通电时间越长 产生的热量越多 思路点拨 熟练掌握焦耳定律 可得出结果 解析 由q i2rt知 电流大 如果时间很短 热量q依然可以很小 a项错误 同理可分析b c项也是错误的 只有d项正确 答案 d 对于含多个物理量的公式的理解及变化过程的分析要利用控制变量的方法进行 1 两根材料和长度都相同的均匀电阻丝r1和r2 r1的横截面积较大 在它们上面用少许凡士林粘几根火柴棒 当它们串联在电源上后 若不计散热 则 a r1上的火柴棒先掉下来b r2上的火柴棒先掉下来c r1和r2上的火柴棒同时掉下来d 无法判断哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来 解析 两根电阻丝的材料和长度均相同 r1的横截面积较大 故r1的电阻较小 即r2 r1 而两电阻丝串联在电源上 通过它们的电流相等 由焦耳定律q i2rt知 电流相等 在时间一定的情况下 q2 q1 又因不计散热 故r2上的火柴棒先掉下来 答案 b 例2 对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是 a p i2rb p c p uid p 思路点拨 电功率与热功率对不同的电路表达式形式不同 解析 d是定义式 c是通过定义式推导而得 而a b都是通过欧姆定律推导而得 所以a b只适用于纯电阻电路 而不适用于非纯电阻电路 答案 cd 在应用电功率的不同计算式时 要注意区