1、-1-六、电流的热效应-2-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 学 习 目 标 思 维 导 图 1.了解电流的热效应跟哪些因素有关2.理解并能够用焦耳定律解决一些实际问题3.了解白炽灯的发光原理 -3-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 读一读 辨一辨 一、电阻和电流的热效应 阅读教材第1921页“电阻与电流的热效应”部分,知道什么是电流的热效应、影响导体发热的因素。了解焦耳定律。1.什么是电流的热效应?答案:电流通
2、过导体时能使导体的温度升高,电能变成内能,这就是电流的热效应。2.焦耳定律的内容是什么?公式呢?答案:(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。(2)公式:Q=I2Rt。3.什么是热功率?热功率的表达式是什么?答案:(1)电热器在单位时间内消耗的电能叫热功率。(2)表达式:P=I2R。-4-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 读一读 辨一辨 4.热功率的单位是什么?答案:在国际单位制中,热功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。二、白炽灯 阅读教材第21页“白炽灯”部分,了
3、解白炽灯的工作原理及其对人们生活的影响。1.白炽灯的发光原理是什么?答案:利用电流的热效应,使通电的金属丝温度升高,达到白热,从而发光。2.对电灯的发明和改进作出贡献的科学家是谁?答案:美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺。3.电灯的发明对人们生活产生了什么影响?答案:改变了人们日出而作、日落而息的生活习惯,延长了人们的工作时间;使舞台光辉夺目、城市夜景灿烂炫目等。-5-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 读一读 辨一辨 1.思考辨析。(1)通电导体的发热规律是由英国物理学家焦耳发现并总结的。()解析:英国物
4、理学家焦耳通过一系列实验发现了通电导体发热所遵循的规律。答案:(2)教材在研究电阻与电流的热效应关系时采用了先猜想后实验的研究方法,在实验中研究影响热效应的几个因素时,应用了控制变量法。()解析:实验中采用了先控制其中几个量,然后看一个量的影响,这就是控制变量法。答案:-6-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 读一读 辨一辨 2.探究讨论。(1)使用电炉时,发现电炉丝热得发红,但跟电炉丝连接的铜导线并不怎么热,原因是什么?答案:电炉丝使用电阻率较高的合金制作,其电阻远远高于铜导线,导线与电炉丝是串联的,电
5、流相同,根据焦耳定律,导线发热量远远低于电炉丝。(2)“220 V,40 W”规格的电炉,在照明电路中正常使用100 min,产生的热量为多少?答案:Q=Pt=401060 J=2.4104 J。(3)家庭用电中也要节约用电,那么在家庭用电中如何做到节约用电呢?答案:家电不用时不要待机,应彻底切断电源;换用节能灯等。-7-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究一 焦耳定律的理解和应用(1)初中我们学过电功,电流I通过某段电路,如果电路两端的电压为U,通电时间
6、为t,则这段时间内的电功是多少?(2)我们家庭中通常用如图所示的电能表来量度家中每月的用电量,其单位通常用“度”或“千瓦时”表示,已知1度=1千瓦时,则1度电相当于多少焦耳的电能?要点提示(1)UIt。(2)1度=1千瓦时=1103 W3 600 s=3.6106 J。-8-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 1.焦耳定律是一个实验定律,给出一个电阻或一个电器,无论是并联还是串联,无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路(如电动机线圈),产生的热量都满足Q=I2Rt。
7、2.如果是纯电阻电路(白炽灯、电炉、电熨斗等),由I=,可得Q=t和Q=UIt;如果是非纯电阻电路,则QR2,接入同一电路经过相同时间,有关二者发热量,以下说法正确的是()A.二者串联则R1发热量更多,二者并联则R2发热量更多 B.二者串联则R2发热量更多,二者并联则R1发热量更多 C.无论串、并联,都是R1发热量多 D.无论串、并联,都是R2发热量多 解析:串联时电流相等,依据Q=I2Rt知,R1发热量更大;并联时电压相等,依据Q=知,R2发热量更大。故选A。答案:A 归纳总结解决这类问题的关键是先明确不变的量是电流不变还是电压不变,再确定判断依据的公式:电流不变用Q=I2Rt,电压不变用Q
8、=。2 2 -10-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 变式训练1导学号66824017(多选)一台电动机线圈的电阻与一只电炉的电阻相同,通过相同的电流,在相同时间内()A.电炉放的热与电动机放的热相等 B.电炉两端电压小于电动机两端电压 C.电炉两端电压等于电动机两端电压 D.电动机消耗的电能大于电炉的电能 解析:本题考查对纯电阻电路与非纯电阻电路的理解。由于电炉与电动机的线圈电阻相等,电流也相等,由Q=I2Rt得,相同的时间内放热相等,选项A正确;电炉属于
9、纯电阻,电动机属于非纯电阻,电动机消耗的电能有一部分要对外做功,所以电动机消耗的电能大于电炉的电能,D正确;对于电炉有U=IR,对于电动机有UIR,B正确,C错误。故选A、B、D。答案:ABD-11-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究二 电功率与热功率的关系 电动机和白炽灯正常使用时在电能的转化上有何不同?电功率就是热功率吗?要点提示电动机(如电风扇)正常使用时主要把电能转化为机械能,只有一少部分转化为内能,这种电路又叫非纯电阻电路。而白炽灯在正常使用时
10、可以认为把电能全部转化为内能,这种电路称为纯电阻电路。由此可见,电功率与热功率是两个完全不同的概念,只有在纯电阻电路中两者才相等。-12-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1.热功率是电热器单位时间内消耗的电能多少,任何电路求热功率,下式均成立:P=I2R。如果是纯电阻电路,还可写成 P=2=UI;若是非纯电阻电路,则 PI2R D.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路 2 -20-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE
11、当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 1 2 3 4 5解析:电功率公式 P=,功率越大,表示电流做功越快。对于一段电路,有 P=IU,I=,焦耳热 Q=2Rt,可见 Q 与 P、U、t 都有关。所以,P 越大,Q 不一定越大,A 错误。W=UIt 是电功的定义式,适用于任何电路,而 I=只适用于纯电阻的电路,B 正确。在非纯电阻的电路中,电流所做的功=焦耳热+其他形式的能,所以WQ,即UII2R,C正确。Q=I2Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D正确。答案:BCD-21-六、电流的热效应 XINZHIDAOXUE新知导学 DANGTANGJIANCE当堂检测 DAYIJIEHUO答疑解惑 首页 1 2 3 4 55.(焦耳定律的应用)一根60 的电阻丝接在36 V的电源上,在5 min内共产生多少热量?解析:Q=2 t=36260 560 J=6 480 J。答案:6 480 J
