人教版高中物理選修1-1學案：1.6電流的熱效應

1、 1.6 電流的熱效應學習目標定位1.知道電流熱效應的決定因素，學習用實驗方法研究導體通電時發(fā)熱的規(guī)律.2.理解焦耳定律的內(nèi)容，并能用焦耳定律解決一些實際問題知識點一、焦耳定律1內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方、導體的電阻、通電時間成正比這個規(guī)律叫做焦耳定律2公式：如果用Q表示熱量，用I表示電流、R表示導體的電阻，t表示通電的時間，焦耳定律可以用QI2Rt表示二、熱功率1定義：在物理學中，把電熱器在單位時間消耗的電能叫做熱功率如果一個電暖器在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，那么，它的熱功率為PI2R.2單位：在國際單位制中，熱功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W.三、白熾燈1白熾燈的工作原理

2、是利用電流的熱效應，使通電的金屬絲溫度升高，達到白熱，從而發(fā)光2以美國發(fā)明家愛迪生和英國化學家斯旺為代表的一批發(fā)明家，發(fā)明和改進了電燈. 知識探究一、電阻和電流的熱效應問題設計閱讀教材，思考并回答下列問題：1教材在研究電阻與電流的熱效應關(guān)系時采用了先猜想后實驗的研究方法，在實驗中研究影響熱效應的幾個因素時，應用了什么研究方法？2安裝在電路中的保險絲是根據(jù)什么原理設計的，它的作用是什么？答案1.控制變量法.2.電流的熱效應，保護電路要點提煉1焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方、導體的電阻、通電時間成正比即QI2Rt.(2)應用：根據(jù)電流的熱效應制成各種電熱器，如電熱水器、

3、電熨斗、電熱毯等2電功率：單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率公式：PW/tIU，單位：瓦(W)3熱功率：電熱器在單位時間內(nèi)消耗的電能叫做熱功率公式：PQ/tI2R.(1)電動機：電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功率大于(填 “大于”、“等于”或“小于”)熱功率(2)電熱器：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功率等于熱功率各種電熱器上都有銘牌，上面標明的額定功率就是它的熱功率4額定功率是指用電器正常工作時的功率，這時加在用電器兩端的電壓叫額定電壓，通過用電器的電流叫額定電流二、電功和電熱的關(guān)系問題設計有的用電器消耗電能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有的用電器消耗電能大部分轉(zhuǎn)化為機械能，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能怎樣理解純電阻

4、和非純電阻電路？答案所謂純電阻電路，就是電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，則有：WQ，即有IUtI2Rt，進而得出UIR.所以歐姆定律適用于純電阻電路計算該電路消耗電能的公式和計算在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量的公式是相同的，可為：WUItI2Rtt.同理可得，電功率和熱功率關(guān)系為：PUII2R.所謂非純電阻電路，就是電路消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，則有：W>Q.即有UIt>I2Rt，進而得出：U>IR，所以歐姆定律不適用于非純電阻電路所以計算該電路消耗電能的公式只能用WUIt；計算在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量的公式只能用WI2Rt.而公式WUItt不再成立要

5、點提煉1從能量轉(zhuǎn)化的角度來看電功與電熱的關(guān)系：(1)純電阻電路把消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能；(2)非純電阻電路把消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能2公式適用的范圍(1)在計算消耗的電能、電功及電功率時，EWUIt，PUI對所有的用電器都適用；(2)在計算產(chǎn)生的電熱和熱功率時，QI2Rt，PI2R對所有的用電器都適用；(3)只有純電阻電路QW，這些公式才通用；對非純電阻電路W>Q，這些公式不能通用；歐姆定律只適用于純電阻電路延伸思考你能說明電風扇在工作時的能量轉(zhuǎn)化情況嗎？答案電能一部分轉(zhuǎn)化為機械能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能三、白熾燈和節(jié)約用電要點提煉1白熾燈(1)原理：利用

6、電流的熱效應，使通電的燈絲溫度升高，達到白熱，從而發(fā)光，這就是白熾燈的發(fā)光原理(2)能量轉(zhuǎn)化：白熾燈工作時，電能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能2節(jié)約用電的途徑(1)家電不要待機；(2)換用節(jié)能燈例題一、焦耳定律例1通過電阻R的電流為I時，在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流為時，則在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()A4Q B2Q C. D.解析由功率公式PI2R，則QI2Rt，Q()2(2R)tt，所以Q，只有選項C正確答案C針對訓練一臺電動機的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同的時間內(nèi)()A電爐放熱和電動機放熱相等B電爐兩端的電壓大于電動機兩端的電壓C電爐兩端的電壓

7、等于電動機兩端的電壓D電動機消耗的功率大于電爐的功率答案AD解析由于電爐與電動機的電阻相等，電流也相等，由QI2Rt得，相同的時間內(nèi)放熱相等，選項A正確；由于電動機消耗的電能有一部分要對外做功，所以電動機消耗的功率大于電爐的功率，由P機U機I，P爐U爐I知，U機I>U爐I，所以電動機兩端的電壓大于電爐兩端的電壓，因此選項B、C錯誤，選項D正確二、電功和電熱例2下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是()A電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多BWUIt適用于任何電路，而WI2Rtt只適用于純電阻電路C在非純電阻電路中，UI>I2RD焦耳熱QI2Rt適用于任何電路解析電功率公式P，功率越大，表示電流做功越快對于一段電路，有PIU，I，焦耳熱Q()2Rt，可見Q與P、U、t都有關(guān)，所以P越大，Q不一定越大，A錯；WUIt是電功的定義式，適用于任何電路而I只適用于純電阻電路，則WI2Rtt也只適用于純電阻電路，B正確；在非純電阻電路中，電流做的功焦耳熱其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正確；QI2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路，D正確答案BCD針對訓練一臺直流電動機的額定電壓為U，額定功率為P，電動機內(nèi)電樞導線的電阻為