第四節(jié)科學(xué)探究電流的熱效應(yīng)第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.知道并會(huì)探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和電流、電阻及通電時(shí)間的定性關(guān)系。2.掌握焦耳定律的內(nèi)容及其數(shù)學(xué)表達(dá)式。3.了解電功與電熱的關(guān)系。第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電油炸鍋電飯煲電熨斗電取暖器電烤箱電熱水器第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電烙鐵電熱水壺電熱毯第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五這些常見(jiàn)家用電器的共同特點(diǎn)：1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.利用電流的熱效應(yīng)工作的電器叫做電熱器。3.電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五優(yōu)點(diǎn)：清潔、無(wú)污染、熱效率高，便于控制和調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，造成電線老化,影響用電器使用壽命。電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？點(diǎn)亮的燈泡過(guò)一會(huì)兒會(huì)燙手，說(shuō)明什么？導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不是很熱？說(shuō)明什么？第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？首先猜測(cè)電流I、電阻R、時(shí)間t三者對(duì)電流產(chǎn)生的熱量Q的多少有影響，然后對(duì)電流I、電阻R、時(shí)間t三者進(jìn)行探究。第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五控制電流I、時(shí)間t相同:研究電阻R變化→對(duì)電熱Q的影響控制電阻R、時(shí)間t相同:研究電流I變化→對(duì)電熱Q的影響控制電阻R、電流I相同:研究時(shí)間t變化→對(duì)電熱Q的影響控制變量法探究實(shí)驗(yàn)用什么物理方法？第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)熱,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見(jiàn)也摸不著，如何測(cè)量呢？既看不見(jiàn)也摸不著的科學(xué)量既看得見(jiàn)也能測(cè)量的科學(xué)量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化讓電流產(chǎn)生的熱量被氣體吸收，通過(guò)觀察氣體的熱膨脹（觀察玻璃導(dǎo)管內(nèi)的水柱升降）來(lái)測(cè)量。第十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五控制電阻R、電流I相同:研究通電時(shí)間t變化→對(duì)電熱Q的影響結(jié)論：在電阻通過(guò)電流Ｉ相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量多少與通電時(shí)間t長(zhǎng)短有關(guān)，并且通電時(shí)間t越長(zhǎng)電流產(chǎn)生熱量越多。每隔一分鐘記錄一下溫度計(jì)的示數(shù)第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五控制電阻R、時(shí)間t相同:研究電流I變化→對(duì)電熱Q的影響結(jié)論：在電阻Ｒ和通電時(shí)間t相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量多少與通過(guò)導(dǎo)體的電流Ｉ大小有關(guān)，并且電流Ｉ越大，電流產(chǎn)生熱量越多。相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)R的電流為Ｉ，移動(dòng)R0的滑片,使通過(guò)R的電流為0.5Ｉ。比較R兩次所產(chǎn)熱的多少第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五控制電流I、時(shí)間t相同:研究電阻R變化→對(duì)電熱Q的影響結(jié)論：在電流I和通電時(shí)間t相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量多少與導(dǎo)體的電阻Ｒ大小有關(guān)，并且電阻Ｒ越大，電流產(chǎn)生熱量越多。第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻大小成正比，與電流的平方成正比，與通電時(shí)間成正比。焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)總結(jié)論第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五焦耳（1818～1889），英國(guó)物理學(xué)家。1818年12月24日生于曼徹斯特附近的索爾福德，1889年10月11日卒于塞爾。焦耳定律的發(fā)現(xiàn)者第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五焦耳定律的理論推導(dǎo)電流通過(guò)純電阻導(dǎo)體時(shí)所做電功W=UIt電流通過(guò)純電阻導(dǎo)體時(shí)所做電功全部轉(zhuǎn)化為電熱Q=W=UIt對(duì)于純電阻導(dǎo)體U=IRQ=W=UIt=IRIt=I2Rt第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五問(wèn)題1.燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)燙，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么?燈泡的電阻比電線的大得多，產(chǎn)生的熱量更多。第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五問(wèn)題2.假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又是為什么？大功率用電器的電流過(guò)大，引起導(dǎo)線發(fā)熱過(guò)多。第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五問(wèn)題3.電路中負(fù)荷過(guò)大有什么危險(xiǎn)？為什么？電路中負(fù)荷過(guò)大時(shí)，使電路中電流增大，按Q=I2Rt計(jì)算，容易引起線路發(fā)熱，甚至燒毀線路。第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五顯然，我們希望熱量更多地集中在電爐的發(fā)熱體上，而不是與電爐相連的導(dǎo)線上。根據(jù)今天所學(xué)的焦耳定律Q=I2Rt，你對(duì)發(fā)熱體和導(dǎo)線的材料有何建議？發(fā)熱體：電阻率大、熔點(diǎn)高導(dǎo)線：電阻率小、熔點(diǎn)高請(qǐng)你當(dāng)設(shè)計(jì)師：第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電流熱效應(yīng)的利用制電熱器（要求電熱絲材料電阻率大、熔點(diǎn)高）制白熾燈制保險(xiǎn)絲（要求保險(xiǎn)絲材料電阻率大、熔點(diǎn)低）第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五導(dǎo)線上的熱損耗應(yīng)盡量減少。家用導(dǎo)線一般用電阻率很小的銅導(dǎo)線。高壓導(dǎo)線又都是采用升高電壓減少電流的方法來(lái)減少熱損耗。預(yù)計(jì)未來(lái)導(dǎo)線可用超導(dǎo)體從而避免電流在導(dǎo)線上的熱損耗。無(wú)用的電流熱效應(yīng)應(yīng)盡量減少第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.一個(gè)20Ω的電阻，通過(guò)0.5A的電流2min，電阻上消耗的電能是_____,釋放熱量為_(kāi)_____。2.一個(gè)電阻通過(guò)0.2A的電流5min，電阻上產(chǎn)生的熱量為600J，這個(gè)電阻的阻值是___Ω。3.一個(gè)200Ω的電阻通電2min，電阻上消耗的電能是4.5×104J,則通過(guò)電阻的電流是______。600J600J501.37A第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.兩個(gè)電熱器的電阻之比為4︰3，通過(guò)相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)____；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過(guò)的電流之比為1︰3，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)_____。4︰31︰94.一個(gè)40Ω的電阻，通過(guò)0.3A的電流，則通電______min釋放熱量為2160J。10第二十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.當(dāng)0.2A的電流通過(guò)一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過(guò)的電流增加到0.4A時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的()A.2倍B.4倍C.0.25倍D.0.5倍B第二十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象。2.電熱器：利用電流的熱效應(yīng)工作的