2018年秋沪科版物理（河南）九年级上册：16.4 科学探究电流的热效应 ppt课件

1、第十六章第十六章 电流做功与电流做功与电功率电功率16.4 16.4 科学探求电流的热效应科学探求电流的热效应 电流经过导体时电流经过导体时电能转化成内能电能转化成内能热能热能这些用电器任务这些用电器任务时的共同点是什时的共同点是什么么?电热毯电热毯电熨斗电熨斗 电流经过导体时电电流经过导体时电能转化为内能的景象叫能转化为内能的景象叫做电流的热效应。做电流的热效应。电炉电炉电流的效应是指电流的热效应、化学效应和磁电流的效应是指电流的热效应、化学效应和磁效应。效应。电流的热效应电流的热效应: :电流经过导体要发热电流经过导体要发热, ,这叫作电这叫作电流的热效应。例如流的热效应。例如, ,电灯、

2、电炉、电烙铁等都电灯、电炉、电烙铁等都是运用电流的热效应的例子。是运用电流的热效应的例子。电流的化学效应电流的化学效应: :电流经过导电的液体电流经过导电的液体, ,会使液会使液体发生化学变化体发生化学变化, ,产生新的物质。电流的这种产生新的物质。电流的这种效果叫作电流的化学效应。例如效果叫作电流的化学效应。例如, ,电解、电镀、电解、电镀、电离等就属于运用电流的化学效应的例子。电离等就属于运用电流的化学效应的例子。电流的磁效应电流的磁效应: :给绕在软铁芯周围的导体通电给绕在软铁芯周围的导体通电, ,软铁芯就产生磁性软铁芯就产生磁性, ,这种景象就是电流的磁效这种景象就是电流的磁效应。例如

3、应。例如, ,电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。利用电流的磁效应制成的。【拓展延伸】电流的效应【拓展延伸】电流的效应景象一、景象一、 灯泡通电后灯泡通电后, ,在刚开场通电不在刚开场通电不是很热是很热, ,可过了一会就很热。可过了一会就很热。景象二、通电后电阻丝热的发红而电源线景象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太温度没有太 大的变化。大的变化。电流I，电阻R，通电时间t景象三、电饭锅的通电后必需按下加热景象三、电饭锅的通电后必需按下加热煮饭煮饭) )按钮按钮 开关才干煮熟饭。开关才干煮熟饭。 控制电流控制电流I、时间、时间t一样一样:

4、研讨研讨电阻电阻R变化变化 对电热对电热Q的影的影响响控制电阻控制电阻R、时间、时间t一样一样:研研讨电流讨电流I变化变化对电热对电热Q的的影响影响控制电阻控制电阻R、电流、电流I一样一样:研研讨时间讨时间t变化变化对电热对电热Q的的影响影响控控制制变变量量法法探求实验用什么物理方法？探求实验用什么物理方法？电流经过导体产生热量电流经过导体产生热量, ,其中所产生其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何丈的热量既看不见也摸不着，如何丈量呢？量呢？既看不既看不见也摸见也摸不着的不着的科学量科学量既看得既看得见也能见也能丈量的丈量的科学量科学量转化转化转化转化让电流产生让电流产生的热量被液的热量被液

5、体吸收，经体吸收，经过察看液体过察看液体的热膨胀的热膨胀察看玻璃察看玻璃导管内的液导管内的液柱升降来柱升降来丈量。丈量。控制电阻控制电阻R、电流、电流I一样一样:研讨通研讨通电时间电时间t变化变化 对电热对电热Q的影响的影响结论：对同一电阻丝，在电流大小结论：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越油的温度越 ，阐明电流产生的，阐明电流产生的热量越热量越 。每隔一分钟记每隔一分钟记录一下温度计录一下温度计的示数的示数高高多多控制电阻控制电阻R、时间、时间t一样一样:研讨电流研讨电流I变化变化对电热对电热Q的的影响影响结论：对同一电阻丝，在通

6、电时间结论：对同一电阻丝，在通电时间一样的情况下，通电电流越大，煤一样的情况下，通电电流越大，煤油的温度越油的温度越 ，阐明电流越大，阐明电流越大，电流产生的热量越电流产生的热量越 。 一样时间内经过一样时间内经过R的的电流为，挪动电流为，挪动R0的滑片的滑片,使经过使经过R的的电流为电流为0.5。比较。比较R两次所产热的多少两次所产热的多少高高多多控制电流控制电流I I、时间、时间t t一样一样: :研讨电研讨电阻阻R R变化变化对电热对电热Q Q的影响的影响结论：在通电电流大小不变，通电结论：在通电电流大小不变，通电时间一样的情况下，电阻越大，煤时间一样的情况下，电阻越大，煤油的温度越油的

7、温度越 ，阐明电流越大，阐明电流越大，电流产生的热量越电流产生的热量越 。 高高多多 我们用欧姆定律，能不能推导出我们用欧姆定律，能不能推导出电流的热效应跟电阻的关系呢？电流的热效应跟电阻的关系呢？P=IUU=IRP=IU=IIR=IR 在电流一样的情况下，电能转化在电流一样的情况下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比。成热时的功率跟导体的电阻成正比。 即：在电流一样时，电阻较大的即：在电流一样时，电阻较大的导体在一定时间内产生的热较多。导体在一定时间内产生的热较多。结论：结论：分析论分析论证：证： 电流经过导体产生的热量跟电流的二电流经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

8、正比，跟通次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。电时间成正比。焦耳定焦耳定律律 历史上，英国物理学家焦历史上，英国物理学家焦耳做了大量的实验，探求电流耳做了大量的实验，探求电流产生的热量跟电流的大小、导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，体的电阻以及通电时间的关系，他于他于1840年最终发现：年最终发现： 1内容：电流经过导体产生内容：电流经过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。时间成正比。2公式：公式：Q = I2Rt 用用近近 40 年的时间年的时间做了做了 400 多

9、次实多次实验，验，研讨热和功的关研讨热和功的关系。经过大量的系。经过大量的实实验，于验，于 1840 年年最先准确地确定最先准确地确定了电了电流产生的热量与流产生的热量与电流、电阻和通电流、电阻和通电电时间的关系。时间的关系。3.3.单位：单位：I-I-安，安，R-R-欧，欧， t- t-秒，秒，Q-Q-焦。焦。外外Q = W = UIt = I2Rt根据欧姆定律根据欧姆定律U = IR又又 W = UIt，假设电流做的功全部用来产生热假设电流做的功全部用来产生热量即量即Q=WQ=W留意：焦耳定律适用于任何用电器的热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量计算，对只存在电流热

10、效应的电路也可用以下公式来计算热量。电路也可用以下公式来计算热量。R RU U2 2tRUPtUItWQ2 【例【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝衔接着铜导线却不怎样热，这红，而跟电炉丝衔接着铜导线却不怎样热，这是为什么是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以经过的电流是一样的，时间也是中的，所以经过的电流是一样的，时间也是一样的，根据焦耳定律一样的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导可知，当两导体中电流和通电时体中电流和通电时 间均一样时，电流产生的间均一样时，电流产生的热量与导体的电阻成正比热

11、量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电的电阻比铜导线的电 阻大得多，所以电炉丝阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。产生的热量比铜导线要大得多。【例【例2】一台电动机正常任务时线圈两端的电压为】一台电动机正常任务时线圈两端的电压为380V，线圈，线圈的电阻为的电阻为2 ，经过线圈的电流为，经过线圈的电流为10A.这台电动机正常任务时，这台电动机正常任务时，一秒钟耗费的电能为一秒钟耗费的电能为 J，产生的热量为，产生的热量为 J。3800200典例精析典例精析【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？答：答： 5min内共产生的热量是内共产生的热量是6480J。一、通电导体放出的热量跟哪些要一、通电导体放出的热量跟哪些要素有关素有关 当电流、导体的电阻一定时，当电流、导体的电阻一定时，通电时间越