第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng) (2)

1、電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（熱能）化成內(nèi)能（熱能）這些用電器工作時(shí)的共這些用電器工作時(shí)的共同點(diǎn)是什么同點(diǎn)是什么? ?電熱毯電熱毯電熨斗電熨斗 電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電爐電爐現(xiàn)象一、現(xiàn)象一、 燈泡通電后燈泡通電后, ,在剛開始通電不是很熱在剛開始通電不是很熱, ,可過可過了一會(huì)就很熱。了一會(huì)就很熱?，F(xiàn)象二、通電后電阻絲熱的發(fā)紅而電源線溫度沒有太現(xiàn)象二、通電后電阻絲熱的發(fā)紅而電源線溫度沒有太 大的變化。大的變化。電流I，電阻R，通電時(shí)間t現(xiàn)象三、電飯鍋的通電后必需按下加熱（煮飯現(xiàn)象三、電飯鍋的通

2、電后必需按下加熱（煮飯) )按鈕按鈕 開關(guān)才能煮熟飯。開關(guān)才能煮熟飯。 控制電流控制電流I、時(shí)間、時(shí)間t相同相同:研究電阻研究電阻R變變化化 對(duì)電熱對(duì)電熱Q的影響的影響控制電阻控制電阻R、時(shí)間、時(shí)間t相同相同:研究電流研究電流I變變化化對(duì)電熱對(duì)電熱Q的影響的影響控制電阻控制電阻R、電流、電流I相同相同:研究時(shí)間研究時(shí)間t變化變化對(duì)電熱對(duì)電熱Q的影響的影響控控制制變變量量法法探究實(shí)驗(yàn)用什么物理方法？探究實(shí)驗(yàn)用什么物理方法？電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量, ,其中所產(chǎn)生的熱量既看其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著，如何測(cè)量呢？不見也摸不著，如何測(cè)量呢？既看不見也既看不見也摸不著的科摸不著的

3、科學(xué)量學(xué)量既看得見既看得見也能測(cè)量也能測(cè)量的科學(xué)量的科學(xué)量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化讓電流產(chǎn)生的熱讓電流產(chǎn)生的熱量被液體吸收，量被液體吸收，通過觀察液體的通過觀察液體的熱膨脹（觀察玻熱膨脹（觀察玻璃導(dǎo)管內(nèi)的液柱璃導(dǎo)管內(nèi)的液柱升降）來測(cè)量。升降）來測(cè)量?？刂齐娮杩刂齐娮鑂、電流、電流I相同相同:研究通電時(shí)間研究通電時(shí)間t變化變化 對(duì)電熱對(duì)電熱Q的影響的影響結(jié)論：結(jié)論：對(duì)同一電阻絲，在電流大小不變的情況下，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，煤油的溫度越通電時(shí)間越長，煤油的溫度越 ，表明電流產(chǎn)，表明電流產(chǎn)生的熱量越生的熱量越 。每隔一分鐘記錄一每隔一分鐘記錄一下溫度計(jì)的示數(shù)下溫度計(jì)的示數(shù)高高

4、多多控制電阻控制電阻R、時(shí)間、時(shí)間t相同相同:研究電流研究電流I變化變化對(duì)電對(duì)電熱熱Q的的影響影響結(jié)論：結(jié)論：對(duì)同一電阻絲，在通電時(shí)間相同的情況對(duì)同一電阻絲，在通電時(shí)間相同的情況下，通電電流越大，煤油的溫度越下，通電電流越大，煤油的溫度越 ，表明電，表明電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越流越大，電流產(chǎn)生的熱量越 。 相同時(shí)間內(nèi)通過相同時(shí)間內(nèi)通過R的電流為的電流為，移動(dòng)，移動(dòng)R0的滑片的滑片,使通過使通過R的電流為的電流為0.5。比較。比較R兩次兩次所產(chǎn)熱的多少所產(chǎn)熱的多少高高多多控制電流控制電流I I、時(shí)間、時(shí)間t t相同相同: :研究電阻研究電阻R R變化變化對(duì)電熱對(duì)電熱Q Q的影響的影響結(jié)論：結(jié)論

5、：在通電電流大小不變，通電時(shí)間相同的在通電電流大小不變，通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，煤油的溫度越情況下，電阻越大，煤油的溫度越 ，表明電，表明電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越流越大，電流產(chǎn)生的熱量越 。 高高多多 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二電流通過導(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，跟通次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。電時(shí)間成正比。焦耳定律焦耳定律 歷史上，英國物理學(xué)家焦耳做了大量歷史上，英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的大的實(shí)驗(yàn)，探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的大小、導(dǎo)體的電阻以及通電時(shí)間的關(guān)系，他小、導(dǎo)體的電阻以及通電時(shí)間的關(guān)系，

6、他于于1840年最終發(fā)現(xiàn)：年最終發(fā)現(xiàn)：焦耳定律焦耳定律 1內(nèi)容：內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流通過導(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。比，跟通電時(shí)間成正比。2公式：公式：Q = I2Rt 焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英國物理學(xué)家。用），英國物理學(xué)家。用近近 40 年的時(shí)間做了年的時(shí)間做了 400 多次實(shí)驗(yàn)，多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)驗(yàn)，于驗(yàn)，于 1840 年最先精確地確定了電年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電流產(chǎn)

7、生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。時(shí)間的關(guān)系。3.3.單位：?jiǎn)挝唬篒- -安，安，R- -歐，歐， t- -秒，秒，Q- -焦。焦。Q = W = UIt = I2Rt根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律U = IR又又 W = UIt，若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q=W注意：焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算，對(duì)焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算，對(duì)只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用以下公式來只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用以下公式來計(jì)算熱量。計(jì)算熱量。R RU U2 2tRUPtUItWQ2 【例【例1】用電爐燒水時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲】用電爐燒水時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，

8、而跟電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是為什么連接著銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是為什么? 電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通過的電流是相同的，時(shí)間也是相同的，根據(jù)焦耳定律過的電流是相同的，時(shí)間也是相同的，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時(shí)可知，當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時(shí) 間均相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱間均相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比量與導(dǎo)體的電阻成正比.由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的電電 阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多。阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多。【例

9、【例2】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380V，線圈，線圈的電阻為的電阻為2 ，通過線圈的電流為，通過線圈的電流為10A.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一秒鐘消耗的電能為一秒鐘消耗的電能為 J，產(chǎn)生的熱量為，產(chǎn)生的熱量為 J。3800200典例精析典例精析【例【例3】一根】一根60的電阻絲接在的電阻絲接在36V的電源上，在的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？?jī)?nèi)共產(chǎn)生多少熱量？答：答： 5min內(nèi)共產(chǎn)生的熱量是內(nèi)共產(chǎn)生的熱量是6480J。一、通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)一、通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān) 當(dāng)電流、導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通電時(shí)間越當(dāng)電流、導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量就越多；長，產(chǎn)生的熱量就越多；