第十六章電流做功與電功率科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)

小明的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視．爸爸回來時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒打開，很高興，可是用手一摸電視機(jī)的后蓋就發(fā)現(xiàn)，小明剛看過電視．你知道他爸爸是根據(jù)什么判斷的嗎？新課引入學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)到電能可以轉(zhuǎn)化為熱能，了解電熱的應(yīng)用．2.知道電流通過導(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．3.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其簡(jiǎn)單應(yīng)用．新課目標(biāo)電油炸鍋電飯煲電熨斗這些用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象，這是為什么呢？電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)．新課講解電流的熱效應(yīng)一觀察與思考電烤箱電烙鐵電熱水壺生活中利用電流熱效應(yīng)的用電器觀察與思考優(yōu)點(diǎn)：清潔、無污染、熱效率高，便于控制和調(diào)節(jié)等．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？觀察與思考燈泡通電后，在剛開始通電不是很熱，可過了一會(huì)就很熱，為什么？導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并不很熱？電飯鍋通電后為什么必須按下加熱（煮飯）按鈕開關(guān)才能煮熟飯？影響電熱大小的因素二觀察與思考電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與哪些因素有關(guān)？（1）可能與通電時(shí)間有關(guān)，因?yàn)橥姇r(shí)間越長(zhǎng)，用電器產(chǎn)生的熱量越多；（2）可能與電阻有關(guān)，因?yàn)殡姞t絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導(dǎo)線卻不太熱；（3）可能跟電流有關(guān)，因?yàn)槌Ｂ犝f，電流大容易引發(fā)火災(zāi)．交流與討論（1）如圖所示，控制電阻R、電流I相同，閉合開關(guān)，每隔一定時(shí)間記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，比較通電時(shí)間對(duì)電熱的影響；通電時(shí)間越長(zhǎng)溫度計(jì)示數(shù)越大實(shí)驗(yàn)與探究（2）相同時(shí)間內(nèi)通過R的電流為I，移動(dòng)R0的滑片，使通過R的電流為2I．比較R兩次所產(chǎn)熱的多少；通過電流為2I時(shí)比通過電流為I時(shí)的溫度高實(shí)驗(yàn)與探究（3）如圖所示，R2＞R1，控制通過導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間不變，比較溫度計(jì)的示數(shù)．電阻R2溫度計(jì)的示數(shù)比電阻R1溫度計(jì)的示數(shù)大實(shí)驗(yàn)與探究對(duì)同一電阻絲，在電流大小不變的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多．對(duì)同一電阻絲，在通電時(shí)間相同的情況下，通電電流越大越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多．在通電電流大小不變，通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．歸納與小結(jié)為什么選用煤油而不用水？因?yàn)槊河偷谋葻崛菪。谙嗤闆r下，煤油的溫度變化大，便于觀察．交流與討論導(dǎo)體的電阻越大，通過導(dǎo)體的電流越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多，那么導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電阻、電流及通電時(shí)間之間有什么樣的定量關(guān)系？電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫作焦耳定律．焦耳定律三觀察與思考電流I的單位是安（A）電阻R的單位是歐（Ω）時(shí)間t的單位是秒（s）熱量Q的單位是焦（J）觀察與思考電爐在使用時(shí),電爐絲迅速熱的發(fā)紅,而與其相連的輸電線卻不怎么熱，為什么？交流與討論如圖所示，電吹風(fēng)工作時(shí)，消耗了1000J的電能，電流在電阻線上產(chǎn)生的熱量等于1000J嗎？電熱與電功的關(guān)系四觀察與思考當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即Q=W=UIt=I2Rt

（即純電阻電路），如：電暖器，電飯鍋，電爐子等．而電吹風(fēng)工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：電能=內(nèi)能+機(jī)械能，即W＞Q熱．交流與討論課堂小結(jié)1.一個(gè)20Ω的電阻，通過0.5A的電流2min，電阻上消耗的電能是_____,釋放熱量為______．2.一個(gè)電阻通過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9.6×

104J,則通過電阻的電流是______．600J600J502A課堂訓(xùn)練5.兩個(gè)電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過的電流之比為1︰3，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為______．4︰31︰94.一個(gè)40Ω的電阻，通過0.3A的電流，則通電______min釋放熱量為2160J．106.當(dāng)0.2A的電流通過一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到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Q