选修1-1电流的热效应.ppt

第四节科学探究：电流的热效应,电饭煲,电熨斗,电烤箱,电热水器,电热水壶,电烙铁,一、电流的热效应概念1.电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。,电流的热效应与哪些因素有关？,5,课程内容,2.验证猜想设计实验，采用控制变量法,思考？产生的热量与哪些因素有关呢？I(电流)、R(电阻)、t(时间),电流I,通电时间t,结论：,大,在电流、通电时间相同时，阻值的电阻产生的热量多。,实验（逐个验证）（1）热量与电阻的关系,通电时间t,电阻R,大,（2）热量与电流的关系,电阻R,电流I,长,（3）热量与时间的关系,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）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：在电阻通过电流相同时，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。,每隔一分钟记录一下温度计的示数,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,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。,伟大的发现：焦耳定律1841年，由英国物理学家焦耳发现。它是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。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。,14,课程内容,3.焦耳定律(Joulelaw).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。.公式：Q=I2Rt,电热,.单位：J,15,【例题1】：某一电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？,课堂练习,解：Q=I2Rt=12260=120J,电功与与电热的关系（W与Q的关系）,在电热器电路(纯电阻电路)中：（电能几乎全部转化为热能）,W=Q（W=UIt）=（Q=I2Rt）,17,【例题2】：一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：1）消耗的电能W。2）产生的热量Q。,课堂练习,分析已知：电动机U=380VI=10AR=2t=1s求：（1）电功W（2）产生的热量Q,解：1）WUIt380101J3800J,2）QI2Rt10221J200J,电功与与电热的关系（W与Q的关系）,在电热器电路(纯电阻电路)中：（电能几乎全部转化为内能）,W=Q（W=UIt）=（Q=I2Rt）,在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）,WQ（UIt=I2Rt+W输出）,4.热功率(P热):,.内容：导体在单位时间内发出的热量,.公式：P热=Q/t=I2R.单位：W或kW,1.白炽灯泡的发光原理：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。,卡口,螺丝口,三、白炽灯,爱迪生的白炽灯,1879年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的10月21日，这个灯泡开始点亮，持续发光45个小时！,1909年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料钨。钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合适不过的。,节约用电人人有责,节能灯,LED灯,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4.5104J,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43，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13，在相等的时间里产生的热量之比为_。,43,19,4.一个40的电阻，通过0.3A的电流，则通电_min释放热量为2160J。,10,6.当0.2A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0.4A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