第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)

1、電流的熱效應(yīng)當(dāng)電流通過(guò)電阻時(shí)，電流做功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。實(shí)踐證明，電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量和電流的平方，導(dǎo)體本身的電阻值以及電流通過(guò)的時(shí)間成正比。這是英國(guó)科學(xué)家焦耳和俄國(guó)科學(xué)家 HYPERLINK /doc/5821785-6034603.html t _blank 楞次得出的結(jié)論，被人稱作焦耳-楞次定律?；拘畔⒅形拿Q電流的熱效應(yīng)別稱電熱效應(yīng)表達(dá)式Q=I2Rt提出者焦耳、楞次提出時(shí)間19世紀(jì)應(yīng)用學(xué)科物理學(xué)適用領(lǐng)域范圍熱學(xué)目錄1 HYPERLINK /doc/4054975-4253211.html l 4054975-4253211-1 o 公式 公式2 H

2、YPERLINK /doc/4054975-4253211.html l 4054975-4253211-2 o 應(yīng)用 應(yīng)用3 HYPERLINK /doc/4054975-4253211.html l 4054975-4253211-3 o 相關(guān)試驗(yàn) 相關(guān)試驗(yàn)公式Q = I2Rt(普遍適用)Q = W=UIT=I2Rt=u2/Rt(只適用于 HYPERLINK /doc/6050073-6263091.html t _blank 電熱器)式中:I -通過(guò)導(dǎo)體的電流，單位是 HYPERLINK /doc/5385596-5627811.html t _blank 安培(A);R-導(dǎo)體的電阻，單

3、位是歐姆;t -電流通過(guò)導(dǎo)體的時(shí)間，單位是秒(S);Q-電流在電阻上產(chǎn)生的熱量，單位是焦(J)。應(yīng)用一方面，利用電流的熱效應(yīng)可以為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)。如在 HYPERLINK /doc/2106593-2228861.html t _blank 白熾燈中，由于通電后 HYPERLINK /doc/5684776-5897459.html t _blank 鎢絲溫度升高達(dá)到白熱的程度，于是一部分熱:以轉(zhuǎn)化為光。發(fā)出光亮。另一方面，電流的熱效應(yīng)也有一些不利因素。大電流通過(guò)導(dǎo)線而導(dǎo)線不夠粗時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生大量的熱，破壞導(dǎo)線的絕緣性能，導(dǎo)致線路短路，引發(fā)電火災(zāi)。為了避免導(dǎo)線過(guò)熱，有關(guān)部門對(duì)各種不同截面的

4、導(dǎo)線規(guī)定了允許最大通過(guò)的電流( HYPERLINK /doc/6179149-25828706.html t _blank 安全電流)。導(dǎo)線截面越大，允許通過(guò)的電流也越大。(導(dǎo)體的電阻越大，通過(guò)導(dǎo)體的電流越小，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流的熱效應(yīng)就越顯著) HYPERLINK /doc/4054975-4253211.html 折疊相關(guān)試驗(yàn)【目的和要求】了解電流的熱效應(yīng)及其簡(jiǎn)單規(guī)律。【儀器和器材】 HYPERLINK /doc/217796-230405.html t _blank 學(xué)生電源(J1202型或J1202-1型)或 HYPERLINK /doc/1259272-1331756.html t

5、_blank 干電池、 HYPERLINK /doc/5415675-5653820.html t _blank 蓄電池(J1203型)， HYPERLINK /doc/6590672-6804451.html t _blank 定值電阻2個(gè)(5歐和10歐各1個(gè))，石蠟，火柴，0.31毫米漆包線20厘米，導(dǎo)線若干。【實(shí)驗(yàn)方法】方法一1.在5歐電阻上涂一層蠟后，把它接到6伏電源上，會(huì)看到什么現(xiàn)象?用手摸摸電阻，它是不是在發(fā)熱?這說(shuō)明電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生什么效應(yīng)。2.在兩只電阻上涂厚薄相同的蠟，并接在6伏電源上，觀察哪個(gè)電阻上的蠟熔化得快，是電阻大的還是電阻小的?哪個(gè)電阻上的電流大?電流產(chǎn)生的熱量多

6、少與電流大小有什么關(guān)系，3.將兩只電阻串聯(lián)，涂蠟情況相同，接在6伏電源上，觀察哪個(gè)電阻上的蠟熔化得快些，是電阻大的還是電阻小的。當(dāng)電流強(qiáng)度相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量多少跟電阻大小有什么關(guān)系。4.將10歐電阻涂上一層厚蠟，接在6伏電源上，通電后蠟開始熔化，隨著時(shí)間的增加，蠟熔化的越多，最后全部熔化。這說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量多少跟通電時(shí)間長(zhǎng)短有什么關(guān)系。方法二1.用 HYPERLINK /doc/2813843-2969833.html t _blank 漆包線在一根火柴頭上纏幾匝，隔一段距離，再在另一根火柴頭上纏更多匝(纏線的匝數(shù)之比可為1:10)，兩火柴要分開。將漆包線兩端接在電源上。通電后，觀察哪根火柴先著火。這表明當(dāng)電流強(qiáng)度相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量多少跟電阻大小有什么關(guān)系?2.再用漆包線在一根火柴頭纏數(shù)匝，先接在4伏電源上，記錄下通電后到火柴著火所用的時(shí)間。再取一根火柴，用漆包線纏上同樣的匝數(shù)，接在6伏電源上，記下火柴著火所用的時(shí)間。比較這兩個(gè)時(shí)間。當(dāng)電路電阻一定時(shí)，電流產(chǎn)生的