电流的热效应(公开课)123

1、焦耳定律焦耳定律第十八章 第4节观察实验思考 断开断开电源时火柴电源时火柴没燃烧没燃烧，而，而闭合闭合电源后，电源后，火柴火柴燃烧燃烧了，这个现象说明了什么？了，这个现象说明了什么？ 闭合电源后，火柴了闭合电源后，火柴了过一段时间过一段时间才燃烧，才燃烧，为什么？为什么？ 导线和电阻丝导线和电阻丝串联串联，为什么放在电阻丝上，为什么放在电阻丝上的火柴燃烧了，而导线上的却没？的火柴燃烧了，而导线上的却没？电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? ?演示实验演示实验实验装置实验装置2.2.研究问题的方法研究问题的方法: :控制变量法控制变量法探究新知探究新

2、知电流I，电阻R，通电时间t1 1. .流通过导体时产生热的多少与流通过导体时产生热的多少与什么因素有关什么因素有关由于电流通过用电器所产生热量的大小由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接不易直接观察比观察比较，实验中怎样将它较，实验中怎样将它变为便于直接观察变为便于直接观察比较的现象呢？比较的现象呢？转换法转换法想一想 议一议当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使密闭瓶中的空气受热密闭瓶中的空气受热体积膨胀体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升. .电流产生电流产生的热量越多，液面就会上升得越高的热量越多

3、，液面就会上升得越高. .我们可以通过管中液面上升我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量的高度比较电流产生的热量. . 实验装置实验装置设计实验： （1）观察右图1实验装置，思考： 1本装置可以用于研究电热与哪个因 素的关系？ 2两电阻为什么要串联？ 3如何比较电流通过电阻放出的热量？ （2）观察右图2实验装置，思考： 1、本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？ 2、右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？ 3、如何比较电流通过电阻放出的热量？ 实验实验1：研究电热与电阻关系研究电热与电阻关系R1 = 5 R2 = 10 A在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻在电流相同、通电时间相

4、同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。越大，这个电阻产生的热量越多。实验实验2：研究电热与电流关系研究电热与电流关系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。多。结论结论2. 在通电电流和通电时间相同的条在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。件下，电阻越大，电流产生的热量越多。结论结论3. 在电阻和通电时间相同的条件下，在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。电流越大

5、，电流产生的热量越多。 结论结论1. 在通电电流和电阻相同的条件下，在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。通电时间越长，电流产生的热量越多。4.实验结论 焦耳焦耳是英国物理学家。他一生的是英国物理学家。他一生的大部分时间是在实验室里度过的。大部分时间是在实验室里度过的。18401840年，焦耳通过年，焦耳通过大量的大量的实验终于实验终于确定了确定了: :1.1.内容：内容：电流产生的热量跟电流产生的热量跟电流的平方电流的平方成正比，跟导体的成正比，跟导体的电阻成电阻成正比，正比，跟跟通电时间通电时间成正比，这个规律成正比，这个规律就是焦耳定律就是焦耳定律。 二、焦耳定

6、律二、焦耳定律2.2.公式：公式：Q=IQ=I2 2RtRt普遍适用普遍适用例题1 某导体的电阻是2，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？解：Q= I2Rt =(2安)2 2欧 60秒 =480焦答：1分钟产生的热量是480焦。小组合作 1、电阻丝和导线串联，为什么电阻丝可以点燃火柴，而导线却几乎不发热？ 2、一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的电流为2A，工作10min 放出的热量是多少J？ 消耗的电能是多少J？1当电流通过导体时，如果电能当电流通过导体时，如果电能全部全部转化为转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热

7、量流产生的热量Q 就等于消耗的电能就等于消耗的电能W，即，即 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。如：电暖器，电饭锅，电炉子等。2当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：机的机械能：WQ热热三、电能和电热关系三、电能和电热关系电能电能 内能内能+机械能机械能u2R 这些用电器工作时的共同点这些用电器工作时的共同点 是什么是什么?你能分类吗？你能分类吗？热水器热水器电烤箱电烤箱利用电能来加热的设备：利用电能来加热的设备：_电热器电热器_1.主要部分主要部分发热体发热体发热体是由发热体是由电阻率大电阻率大、熔点高熔点高的的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，电阻丝绕在

8、绝缘材料上做成的，电流通过电阻丝发出热量电流通过电阻丝发出热量. 2.工作原理：工作原理：电流热效应电流热效应想一想 说一说 你知道生活中的哪些用电器存在类似现象你知道生活中的哪些用电器存在类似现象? ?电炉电炉电饭锅电饭锅一、电流的热效应：电流通过导体时, 电能转化成内能的这种现象叫电流的热效应.生活中的用电器通电后都会发热，你能生活中的用电器通电后都会发热，你能将它们分类吗？将它们分类吗？1电热的利用电热的利用利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡用来加热用来加热四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止电热器的优点电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，清洁卫生，没有环境污染，热效率高，

9、还可以方便地控制和调节温度。热效率高，还可以方便地控制和调节温度。很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有如：电视机的后盖有很多孔很多孔，为了通风散热；电脑，为了通风散热；电脑运行时要用运行时要用微型风扇微型风扇及时散热等等。及时散热等等。2电热的危害电热的危害电炉丝和导线串联，通过电流相同，为什么电电炉丝和导线串联，通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? ?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? ?想想议议想想议议二、电流的热效应的影响因素现

10、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 电饭锅电饭锅电炉电炉典型例题解析典型例题解析【例【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着】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铜导线却不怎 么热，这是为什么么热，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，根据焦耳定律过的电流是相同的，时间也是相同的，根据

11、焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比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由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多. 【例【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈，线圈的电阻为的电阻为2 ，通过线圈的电流为，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为一秒钟消耗的电能为_J，产生的热量

12、为，产生的热量为_J.3800200 有两根金属电阻丝，电阻分别为有两根金属电阻丝，电阻分别为5和和15，将它们串联后将它们串联后 接在一个电源两端，它们的电接在一个电源两端，它们的电 压之比为压之比为_，在相同的时间，在相同的时间 内产生的热量之比为内产生的热量之比为_； 如果将它们如果将它们并联同一电源两极间并联同一电源两极间 ，通过它们的电流之比为，通过它们的电流之比为_，在相等的，在相等的 时间内产生的热量时间内产生的热量 之比为之比为_.探究一、电流产生的热量电流产生的热量Q与通电时间与通电时间t关系关系.设计实验、实验探究设计实验、实验探究探究新知探究新知探究一、电流产生的热量与通

13、电时间关系电流产生的热量与通电时间关系结论结论1:1:电流和电阻相同时，电流和电阻相同时，通电时间通电时间越长，越长，电流产生的热量越多。电流产生的热量越多。( () )实验电路图实验电路图.设计实验、实验探究设计实验、实验探究R().实验器材1个个10欧定值电阻、开关、导线、欧定值电阻、开关、导线、 蜡片、学生电源蜡片、学生电源探究二、电流产生的热量Q和电阻R的关系.设计实验、实验探究设计实验、实验探究R1 R2R1 I2R1 R2R3I1I2R3 R2R1I2I1R1=R2，I1I2或（）实验器材（）实验器材1个5欧、2个10（15）欧定值电阻、开关、导线、 蜡片、学生电源【例题2 】：某

14、段家庭电线上，因为新安装了空调，使得电流增加为原来的两倍，则因此而产生的电热是原来的_倍,这是目前家庭用电发生火灾的主要原因之一4电流热效应的利用电流热效应的利用电热器的图片电热器的图片电烤箱是利用电来加热的设备，可用来加热烘电烤箱是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤食品烤食品. .【例题3】某老房子进行用电线路的翻新,将原电线的直径换大后,使得新电线的总电阻为原来的2/3,则该户人家按原来用电计算,电线上产生的热量将选填“增加”、“减小”）为原来的。这些热量是的（选填“有益”、“有害”）减小减小有害有害知识反馈：知识反馈：一一 填空填空 1、电视机，收音机，电脑等家用电热器、电视机，收音机，

15、电脑等家用电热器放置一段时间后，要通电，这是利用放置一段时间后，要通电，这是利用（ ）来驱潮。）来驱潮。2、电视机外壳的散热窗，计算机的散热、电视机外壳的散热窗，计算机的散热扇，电冰箱放置时后背面与墙壁保持扇，电冰箱放置时后背面与墙壁保持一定的距离。这是都因为为了防止一定的距离。这是都因为为了防止（ ）带来的危害。）带来的危害。电热电热电热电热2.判断(1)在通电时间一定、电阻相同的情况下，电流通过导体产生的热量跟电流成正比。 （ ）(2)电热都是可以利用的，没有什么危害。 （ ）(3)电熨斗是利用电流的热效应工作的。 （ ）生活生活 物理物理 社会社会1.为什么电源为什么电源不允许不允许被短

16、路？被短路？2.“保险丝保险丝”为什么会被烧断？为什么会被烧断？3.你家有被你家有被“烧黑烧黑”的插座吗？的插座吗？4.家庭新添用电器可以家庭新添用电器可以直接直接使用使用吗？应该注意什么问题？吗？应该注意什么问题？ 谈一谈通过本节课的学习,我的收获有深深 入入 讨讨 论论-课后思考课后思考 为什么电流流过导体，为什么电流流过导体，导体就会发热？导体就会发热？电炉电炉现象一. 灯泡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 有太大的变化现象三、家里的用电器不能无限度的接入， 过多的 接入会引起保险丝烧断或跳闸现象解释现象例题2 一只“220V 45W ”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？ RtIQUPIPUR22额额额额（1）UItWQUPI额额（2）3.3.电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式 (1)(1)tRU2例题3、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，