《電流的熱效應(yīng)》

第十三章電功和電功率為什么家用電器連續(xù)作用較長時間后，要停用一會兒？今天我們專門來討論上面這樣一類關(guān)于電熱的問題。為什么家用電器長期停止使用時，隔一段時期又要通電？學(xué)習(xí)目標(biāo)

⑴知道電流的熱效應(yīng)。⑵知道電熱器發(fā)熱原理,能舉出利用和防止電熱的實例。⑶理解焦耳定律、公式及適用條件。⑷會對一些家庭電熱器進(jìn)行簡單的計算。⑸結(jié)合本節(jié)教學(xué)，培養(yǎng)重視實驗、尊重事實實事求是的科學(xué)態(tài)度。通過觀察生活中常見的電熱器及其構(gòu)造，培養(yǎng)觀察能力，結(jié)合辯證唯物主義教育，培養(yǎng)辯正地思考與分析問題的能力。電熱器的結(jié)構(gòu)共性⑴電熱器的主要組成部分是電阻絲做的發(fā)熱體。⑵發(fā)熱體均是由電阻率大、熔點高的材料做成的。同學(xué)們，想一下，這么多電熱器在結(jié)構(gòu)上有什么相同之處？你知道嗎？為什么電熱器的材料要用電阻率大，熔點高的電阻絲做？為什么電熱器的電阻絲繞要在絕緣材料上？⑴清潔衛(wèi)生；電熱器的比其他加熱器有哪些優(yōu)點？⑵幾乎沒有環(huán)境污染；⑶熱效率高；⑷可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。同學(xué)們，思考后，討論一下這個問題！1980年巴黎日用電器展覽會上，出現(xiàn)了一種被稱為“烹飪之神”的炊具。這種炊具是利用微波的特性制作的。微波是一種高頻率的電磁波，具有反射、穿透、吸收三種特性。這種炊具的心臟是瓷控管，所產(chǎn)生的每秒24億5千萬次的超高頻率的微波，快速振動食物內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、水分子等。使分子之間相互碰撞、擠壓、重新排列組合。簡而言之，是靠食物本身內(nèi)部的摩擦生熱的原理來烹調(diào)的。微波爐的工作原理微波爐不是電熱器。微波爐是電熱器嗎？用電器使用不當(dāng)時，電熱會產(chǎn)生哪些危害？電線中電流過大時，⑴電熱會使絕緣材料迅速老化，甚至燃燒起火；⑵有些家用電器，如不采取散熱措施，會被燒壞。你知道嗎？用電器是采取哪些措施防止電熱的危害的？⑴有的電動機里裝有風(fēng)扇；⑵電視機、收音機機殼上有散熱窗等；⑶當(dāng)然要防止觸電現(xiàn)象。猜想一下：⑴電熱與什么因素有關(guān)？⑵如何觀察實驗中的產(chǎn)生的電熱的多少？⑶如何控制影響電熱的因素不發(fā)生變化？

⑷如何觀察影響電熱的因素的大小和變化？

決定電熱大小的因素——焦耳定律學(xué)習(xí)觀察電熱的方法：方法一電熱絲發(fā)熱，點燃火柴優(yōu)點：⑶實驗時間短，操作簡便。⑵器材簡單，容易準(zhǔn)備；現(xiàn)象容易受火柴、放置位置、環(huán)境（如空氣流動）等因素的干擾；方法二電熱絲發(fā)熱使煤油溫升和膨脹⑴現(xiàn)象直觀、精確；⑵受環(huán)境干擾較少。缺點：⑴現(xiàn)象直觀、明顯；缺點：優(yōu)點：⑶實驗時間稍長。⑵器材復(fù)雜，準(zhǔn)備較難；⑴現(xiàn)象較細(xì)微，遠(yuǎn)處不便看；⑴兩電阻串聯(lián)時，可以保證通過它們的電流和時間相同；⑵用同一段電阻絲，可認(rèn)為電阻不變；控制影響電熱的因素不變的方法⑴觀察電流表示數(shù)，確定電流大小及其變化；⑵在橫截面積相等時，觀察電阻絲的長度確定電阻大小；⑶觀察手表或秒表示數(shù)來控制時間；觀察影響電熱的因素的方法下面開始按照課本實驗完成測量（或按照要求觀察演示實驗）控制條件（R1＞

R2）電阻R1發(fā)熱電阻R2發(fā)熱1電流相同通電時間相同2電阻相同通電時間相同3電流相同電阻相同實驗結(jié)論實驗現(xiàn)象記錄表較多較少電流大的發(fā)熱多時間長的發(fā)熱多電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量隨導(dǎo)體中的電流的增大而增大，隨導(dǎo)體的電阻的增大而增大，隨通電時間的增加而增加。認(rèn)識焦耳定律

英國物理學(xué)家焦耳用近四十年的時間探索“功和熱量之間關(guān)系”，不畏艱難，嘔心瀝血，他為推動人類社會的進(jìn)步，為科學(xué)而貢獻(xiàn)幾乎畢生的精力，他的事跡非常感人。為了紀(jì)念這位偉大的科學(xué)家，物理上用“焦耳”做功或能的單位。焦耳定律公式：Q=I2Rt電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式中的物理量的單位分別是：I→A，R→Ω，t→S，Q→J說明：焦耳定律是實驗定律，進(jìn)一步實驗證明，焦耳定律適用于純電阻電路。本課小結(jié)一、知道電流的熱效應(yīng)；知道一般電熱器的發(fā)熱原理；會對一些家庭電熱器進(jìn)行簡單的計算。電流熱效應(yīng)、電熱器發(fā)熱原理、電阻絲材料特點二、探究決定電熱的因素、理解并正確運用焦耳定律電熱與什么因素有關(guān)、焦耳定律、公式、單位；簡單的家用電熱器的計算。焦耳定律的適用條件、電熱的計算電流的熱效應(yīng)

第十三章電功和電功率學(xué)習(xí)目標(biāo)

⑴知道電流的熱效應(yīng)。⑵知道電熱器發(fā)熱原理,能舉出利用和防止電熱的實例。⑶理解焦耳定律、公式及適用條件。⑷會對一些家庭電熱器進(jìn)行簡單的計算。⑸結(jié)合本節(jié)教學(xué)，培養(yǎng)重視實驗、尊重事實實事求是的科學(xué)態(tài)度。通過觀察生活中常見的電熱器及其構(gòu)造，培養(yǎng)觀察能力，結(jié)合辯證唯物主義教育，培養(yǎng)辯正地思考與分析問題的能力。各式各樣的家用電熱器電熱器的結(jié)構(gòu)共性⑴電熱器的主要組成部分是電阻絲做的發(fā)熱體。⑵發(fā)熱體均是由電阻率大、熔點高的材料做成的。同學(xué)們，想一下，這么多電熱器在結(jié)構(gòu)上有什么相同之處？你知道嗎？為什么電熱器的材料要用電阻率大，熔點高的電阻絲做？為什么電熱器的電阻絲繞在絕緣材料上？探究電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)?

猜測電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量與許多因素有關(guān):①電阻R、②電流I、③通電時間t實驗方法控制變量法:可以控制其他變量不變，先研究電熱器發(fā)出熱量與電阻R的關(guān)系，再研究它與電流I的關(guān)系，最后研究與通電時間t的關(guān)系。探究過程探究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻R的關(guān)系：R甲

R乙

R甲>R乙實驗結(jié)論：

在電流

（相同/不同）的情況下，電阻

（大/?。┑哪莻€電阻圈中的火柴先被點燃。這說明在電流、通電時間相同時，阻值

（大或?。┑碾娮璁a(chǎn)生的熱量多。

相同大大實驗發(fā)現(xiàn)：

中的火柴棒先被點燃

R甲探究過程探究電熱器產(chǎn)生熱量與電流I的關(guān)系R甲

實驗發(fā)現(xiàn)：

當(dāng)電路的電流為小電流時電阻圈中的火柴棒被點燃的時間

（短/長）當(dāng)電路的電流為大電流時電阻圈中的火柴棒被點燃的時間

（短/長）長短實驗結(jié)論：

在研究電流大小對產(chǎn)生熱量多少的影響時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電路中的電流變大，則夾在同一電阻圈中的火柴被點燃的時間變

（短/長）。這說明在電阻、通電時間相同時，電流較

（大或?。r產(chǎn)生的熱量多。

短大探究過程探究電熱器產(chǎn)生熱量與通電時間t的關(guān)系在電阻和電流的大小不變時，通電時間越長，火柴越容易被點燃，產(chǎn)生的熱量就越多。（理由：通電時間越長消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能越多，產(chǎn)生的熱量越多。）交流總結(jié)電流通過電阻絲時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體本身的

、通過導(dǎo)體的

以及

有關(guān)。（書P.15）

電流的熱效應(yīng)電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流產(chǎn)生熱量的表達(dá)式公式：Q=I2Rt(普遍適用)

單位：I—安R—歐t—秒Q—焦焦耳定律英國物理學(xué)家焦耳通過大量的實驗，于1840年精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律。

內(nèi)容：電流流過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時間成正比。電流產(chǎn)生熱量的其他表達(dá)式當(dāng)利用電流做功,將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

1.Q=UIt只適用于只有電阻的電路(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)的情況2.Q===只適用于只有電阻的電路(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)的情況UIt電功與與電熱的關(guān)系（W與Q的關(guān)系）①在電熱器電路(只有電阻的電路）中：（電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）

W=Q

（W=UIt）=（Q=I2Rt）

②在其他電路中：（如電流通過電動機做功時，大部分電能轉(zhuǎn)化為機械能）

W>Q

（W=UIt）>

（Q=I2Rt）

【例題1】：某某電熱器電阻絲的電阻是2歐，當(dāng)1安的電流通過時，1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？解：Q=I2Rt

=(1A)2×

2Ω×

60S

=120J答：1分鐘產(chǎn)生的熱量是120J【例題2】：一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380伏，線圈的電阻為2歐,線圈中的電流為10安,若這臺電動機正常工作1秒鐘，求：1）消耗的電能W。

2）產(chǎn)生的熱量Q。解：1）W＝UIt

＝380V×10A×1S

＝3800J