电和热(编好).ppt

1、周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可之后就发现，小明刚看过电视。,生活中的物理,小明爸爸是根据什么道理判定的呢？,生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。,第四节 电和热,第八章 电功率,（共2课时）,电热器,水用管状电热器,热水器,饮水机,电熨斗,电烤箱,电炉,电烙铁,一、电流的热效应：,电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？,猜想：,与 电阻、电流、时间 有关,问题:,现象: 电炉丝和导线通过的电流相同。 为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？

2、,设计实验:,（控制变量法 等效替代法）,1、如何控制电流一定时电阻的变化？ 2、如何控制电阻一定时电流的变化？ 3、如何比较电流产生热的多少？(转换的思想),实验方法：,方案 :,1、在烧瓶A中盛等量的煤油，温度计显示煤油的温度烧瓶中是铜丝，电阻较小，烧瓶中是镍铬合金丝，电阻较大两瓶中金属丝串联起来接到电源上通电一定时间后，比较两瓶中煤油的温度变化 2、为改变电路中的电流时，可在电路中串联一个滑动变阻器,实验过程与实验现象： （1）在电流和时间相同的情况下， 研究热量和电阻的关系； （2）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系； （3）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系；

3、,实验一,实验二,实验三,焦耳,焦耳定律flash,条件：,现象：,结论：,等量煤油，电流相同,时间相同,B瓶中温度上升的多,电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。,探究实验：,与电阻的关系,条件：,通电时间相同，电阻相同,现象：,电流大时，温度上升多,结论：,在通电时间一定、电阻相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。,与 电 流 的 关 系,探究实验：,条件：,通电电流相同，电阻相同,现象：,时间长时，温度上升多,结论：,在通电电流一定、电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。,与 时 间 的 关 系,探究实验：,结论1. 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

4、热量越多。,结论2. 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。,结论3. 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。,实验结论,焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特，青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名化学家道尔顿.道尔顿给予了焦耳热情的教导.焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础.,1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比. 后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.,Q = I

5、R t,热量 电流 电阻 时间,J A S,公式：,意义：,单位：,二、焦耳定律： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。,1、,2、意义：表示电流通过用电器有多少电能转化为热能。,（1）、应用焦耳定律解决问题时，公式中的各物理量必须对应于同一段电路或同一个导体如果电路中存在多段电路或多个导体，必须注意它们各自的对应关系，不可“错位”,注意：,（2）焦耳定律的理论推导,电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。,Q = W = Pt = UIt = IRIt = I2Rt,适用

6、于纯电阻电路,3、Q=I2Rt与W=IUt的区别,在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。 即： W=Q,把电能只转化为热能,在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是 总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中 部分转发为热能的能量,即：,WQ,例题：一根60的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量？,解：,通过电阻丝的电流为：,电流产生的热量为：,Q=I2Rt=(0.6A)260560s =6480J,讨论1：为什么电炉丝通过铜导线接到电路中， 炉丝热得发红，铜导线却不怎么热，这是为什么？,解析：因为电炉与铜导线串联，通过电炉与铜导线的电流一定大小相等，通电时间也相等

7、。但铜导线的电阻远小于电炉丝的电阻，根据焦耳定律Q=I2Rt，电流在铜导线上产生的热量也远小于电炉丝产生的热量。所以电炉丝热得发红。,讨论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，甚至引起为灾，这又是为什么？,解析：因为电炉与铜导线串联，通过电炉与铜导线的电流一定大小相等，通电时间也相等。但电炉功率大时，由I=P/U知，U一定时，P越大，则I越大，根据焦耳定律Q=I2Rt，电流在铜导线上产生的热量也就越大。,作业：课本P51页第1、2、3、4题,练习：通过110欧姆的电阻丝的电流是2A，产生4400J的热量需要多长时间？,三、电热的利用和防止,1、电热的利用,

8、电热器：利用电来加热的设备,发热体：电阻大，熔点高,2、防止电热的危害,将导体烧坏,使绝缘材料老化,防止措施：,设法散热,第二课时,计算机、电视机等用电器也都是考虑散热，它们的机壳上都有散热孔.,习题2 、标有“220V 800W”的电炉，接在220V的电源上后，通过电炉的电流为多少？通电1小时，电炉上有多少J的电能转化为热？,解：U=220V P=800w t=1h (1)根据 P=UI 可得I=P/U =800w/220V =3.36A （2）因为电炉是把所有能转变成热所有Q=W=Pt =800w3.6103 S =2.88106J,提高训练,1、“220V 1000W”的电动机其线圈电阻

9、为4欧，当它正常工作时通电1小时产生的热量是多少焦耳？,2.有三个用电器，其中一个为“220V，60W”的电风扇，一个为“220V，60W”的白炽灯，另一个是“220V，60W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是 A.电风扇最多. B.白炽灯最多.C.电热器最多. D.都一样.,3.一只“220V，800W”的电饭锅，接在照明电路中，求： (1)电饭锅正常工作时的电流. (2)电饭锅工作时的电阻. (3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？,1.电流的热效应是电流通过导体时_转化成_的现象。电热器是利用电流的_制成的加热设备。,电能,热能,2.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持_、_一定，用_改变电阻丝的电流。,热效应,整合训练,电阻,时间,滑动变阻器,3. 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，通过的电流强度为13，在相等的时间里产生的热量之比为_。,43,19,4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，