201x-201x版高中物理 第一章 电场电流 第6讲 电流的热效应 新人教版选修1 -1
2.额定功率与实际功率 用电器的额定功率是指用电器在额定电压下的功率，这时用电器能安全有效地工 作.当电压不符合规定条件时，用电器的功率按实际的电压和电流来计算. 实际上用电器并不总是在额定电压下工作，实际功率可以小于额定功率，如果实 际电压高于额定电压，实际功率会超过额定功率，容易损坏用电器甚至造成更大 的危害，所以实际电压应避免超过额定电压.
电器名称 额定电压 额定功率 额定容量
电饭锅 220 V 1 100 W 4.0 L
A.0.2 A C.2.0 A
B.0.5 A D.5.0 A
解析 根据 P＝UI 可得 I＝UP＝1212000 A＝5.0 A.故 D 正确，A、B、C 错误. 答案 D
针对训练2 一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各 种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时，用欧姆表测得A、B间 的电阻为R；供电后，各家用电器同时使用，测得A、B间的电压为U，进楼线电流为 I，如图1－6－2所示.则计算该幢居民楼用电的总功率P为( )
从而发光. 2.以美国发明家__爱__迪__生_____和英国化学家____斯__旺_____为代表的一批发明家，发明和
改进了电灯.
想一想 电流通过白炽灯泡时，电能转化为什么能？ 答案 电流通过白炽灯泡时，电能全部转化内能.
一、电流的热效应及其应用 1.电热和热功率
电热：Q＝I2Rt. 热功率：P＝Q/t＝I2R，电热器在单位时间内消耗的电能. 单位：电热的国际单位是“焦耳”，符号是“J”；热功率国际单位是“瓦特”，符号 “W”.
第6讲 电流的热效应
[目标定位] 1.通过实验方法研究导体通电时发热与导体的电阻之间的关系.2.了解电流 热效应跟哪些因素有关，理解焦耳定律，并能用焦耳定律解题.3.知道电功与电热的关 系，了解生活中应用焦耳定律的例子，了解节约电能的一些方法.
一、电阻与电流的热效应 1.电流的热效应：电流通过导体时，使导体温度___升__高__，电能转化为__内__能___.
器消耗的电能只有一部分转化为内能时，电功率_大__于___热功率.
想一想 你所知道的哪些用电器是电能全部转化为内能的？哪些用电器消耗的电 能只有一部分转化为内能？它除了转化为内能外，还转化为哪些能量？ 答案 电热器：电能全部转化为内能. 电动机：电能主要转化为机械能，少部分转化为内能.
二、白炽灯 1.白炽灯的工作原理是利用电流的___热__效__应____，使通电的金属丝温度升高，达到白热，
图1－6－2
A.I2R C.IU
U2 B. R D.IU－I2R
解析 因居民楼里的用电器不全是纯电阻，所以电功率P＝UI，C正确. 答案 C
3.电流热效应的应用 (1)各种电热器；(2)电路中的保险丝.
【例1】 锂电池能量密度高、绿色环保.现用充电宝为一手机锂电池(图1－6－1甲)充 电，等效电路如图乙所示，充电宝的输出电压为U，输出电流为I，该锂电池的内阻 为r，则( )
图1－6－1
A.充电宝输出的电功率为 UI＋I2r B.电能转化为化学能的功率为 UI C.锂电池产生的热功率为 I2r D.锂电池产生的热功率为Ur2
解析 充电宝的输出功率P出＝UI，A错误；锂电池产生的热功率P热＝I2r，C正确， D错误；电能转化为化学能的功率P＝P出－P热＝UI－I2r，B错误. 答案 C
针对训练 1 通过电阻 R 的电流为 I 时，在时间 t 内产生的热量为 Q，若电阻为 2R，
电流为2I时，则在时间 t 内产生的热量为( )
A.4Q
B.2Q
C.Q2 解析
D.Q4 由焦耳定律得，Q＝I2Rt，Q′＝(2I)2(2R)t＝I22Rt，
所以 Q′＝Q2 ，只有选项 C 正确.
答案 C
二、电功与电功率 1.电功与电功率
电功：W＝UIt，其中U、I分别是用电器两端的电压和通过它的电流. 电功率：P＝UI，表示消耗电能的快慢. 单位：电功的国际单位是“焦耳”，符号是“J”；电功率国际单位是“瓦特”，符号“W”.
2.焦耳定律：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.即Q＝__I_2_R_t_. 3.热功率：在物理学中，把电热器在_单__位__时__间___消耗的电能叫做热功率，即 P＝Qt ＝
__I_2_R___.在国际单位制中，热功率的单位是__瓦__特___，简称_瓦___，符号是_W__. 4.电功率与热功率的关系：电能全部转化为_内__能___时，电功率_等__于___热功率；用电
2.电功与电热的关系 (1)在纯电阻电路中，消耗的电能全部转化为内能，故电功与电热相等，即 W＝Q＝UIt＝I2Rt＝UR2t. (2)在非纯电阻电路中，消耗的电能一部分转化为内能，还有一部分转化为其他 形式的能，故电功大于电热，即 W＝UIt>Q＝I2Rt，UIt＝I2Rt＋E 其他.
【例2】 下表是某电饭锅铭牌上的部分内容，根据表中信息可得该电饭锅的额定电流 为( )
高中物理 第一章 第六节 电流的热效应课件 新人教版选修1-1
⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面的 内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
栏 目 链
课前
答案：A
接
知识
要点二 对焦耳定律的理解
1．焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出
来的，不是用电学公式推导出来的，它适用于所有电路中的 情景
发热计算．
栏
2．对焦耳定律公式
Q＝I2Rt
的理解．在电流和电阻一定
目 链
课前
时，பைடு நூலகம்量与时间成正比；在电阻和时间一定时，热量与电流 接
的平方成正比；在电流和时间一定时，热量与电阻成正比． 知识
图所示．
由此可见，自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞，形成对电子定向运动的阻 栏
碍作用，是“电阻”产生的根本原因，也是电阻元件在通电时发热的原因．
目 链
接
情景 课前 知识
情景
栏
目 链
课前
接
知识
情景
栏
目 链
课前
接
知识
一、电阻与电流的热效应
1．焦耳定律：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．即 Q
目 链
课前
接
知识
变式 迁移
高中物理第一章电场电流电流的热效应导学案新人教选修
第6节电流的热效应班级：姓名：学号：一、明确目标，自主学习1．学习目标1.在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的基础上引出焦耳定律；2.能通过实验研究导体通电时发热的规律，在实验中接受实验方法的指导：控制变量的方法、比较的方法。
2. 预习内容：可以按知识体系设置，最好分层设置1、阅读教材p.19前几段，完成问题思考中的第1、2题。
2、阅读教材P19《研究导体通电时发热的规律》的实验部分，完成问题思考中的第2、3、二、合作释疑，互相研讨1、白炽灯泡通电以后，一会儿就热得烫手，电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，这说明电流通过导体后会发热，使导体的温度升高，内能增加，那么，增加的内能从何而来？这种现象叫什么？2、根据我们使用电器的经验，很容易想到，发热的多少与通电时间有关：通电时间越长，发热越多。
试猜想：导体通电时发热的多少与还与哪些因素有关？可能有什么关系？3、①该实验使用什么仪器或方法来比较两个导体（A和B）发热量的多少？②为了研究发热量与导体电阻的关系，必须保证其他因素相同（这叫做控制变量法），我们采用什么方法使两个电阻的电流相等、通电时间相等？③类似的，为了研究发热量与电流大小的关系，采用了什么方法？合作探究1、分组实验：研究导体通电时发热的规律（1）实验目的_______________________________________________________。
（2）实验装置如左图所示，请在右边方框中画出实验电路图。
（3）实验步骤：（4）实验数据记录：（5）实验结论：_____________________________________________________________。
三、精心点拨，启发引导焦耳定律①焦耳定律的内容：__________________________________ _____。
②用_______表示热量，用_______表示电流，用_______表示时间，用_______表示导体的电阻。
高中物理第1章电场电流6电流的热效应课件新人教版选修1-1
白炽灯
[先填空] 1．白炽灯的工作原理 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．内部环境 为了避免高温下金属丝迅速氧化折断，灯泡要抽成真空或充入惰性气体．
[再判断] (1)日光灯是白炽灯．(× ) (2)白炽灯泡的电功率越大，灯丝越粗．( √ )
知 识 点
1
学六、电流的热效应Fra bibliotek业 分
层
测
评
知 识 点
2
电阻与电流的热效应
[先填空] 1．焦耳定律 (1)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)单位： 焦耳 ，符号： J .
2．热功率：把电热器单位时间内消耗的 电能 叫做热功率． P＝Qt ＝ I2R ，单位：瓦 ，符号： W . 3．额定功率是指用电器正常工作时的功率，这时加在用电器两端的电压叫 额定电压，通过用电器的电流叫额定电流 ．
4．能量转化
(1)电流通过电动机时，电能主要转化成
机械 能
，只有一部分转化成 内能，
这时电功率大于 热功率．
(2)电流通过白炽灯泡时，电能全部转化成 内能 ，这时电功率等于热功率．
[再判断] (1)电流通过导体时产生热量叫电流的热效应．( √ ) (2)电热器的电阻越大，热功率一定越大．(× ) (3)电流通过电风扇时，电能全部转化为机械能．(× )
高中物理第一章电场电流1.6电流的热效应课件新人教版选修11
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。
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:√
第五页，共21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(héjīn)制作,其电阻远远高于铜导
线,导线与电炉丝是串联的,电流相同,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=40×10×60 J=2.4×104 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。
B.保持电阻不变,使电压减半
C.保持电炉两端电压不变,使其电阻减半
D.使电压和电阻各减半
第十四页，共21页。
探究(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)二
名师精讲
问题(wèntí)导引
解析:电炉是纯电阻电器,电功率可表示为 P=I2R 或
高二物理人教版选修1-1第一章第六节：电流的热效应(共29张PPT)
3. 焦耳定律(Joule law)
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
电热
③. 单位： J
课程 内容
14
【例题1】：某一电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过 时，1分钟产生的热量是多少焦？
解：Q= I2Rt=12 × 2 × 60 =120J
1909年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料———钨。 钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高 ，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨 是再合适不过的。
节约用电 人人有责
节能灯
LED灯
1.一个20Ω 的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上 消耗的电能是_6_0_0_J_,释放热量为__6_0_0J__。 2.一个电阻通过0.2A的电流5min，电阻上产生的热 量为600J，这个电阻的阻值是__5_0 Ω 。 3.一个200Ω 的电阻通电2min，电阻上消耗的电能是 4.5×104J,则通过电阻的电流是_1_._37_A__。
I(电流)、R (电阻) 、t (时间)
2.验证猜想 设计实验，采用控制变量法
课程 内容
5
实验（逐个验证） （1）热量与电阻的关系
热量与电阻的关系
②电流I ③通电时间t
结论：
在电流、通电时间相同时，阻
值 大 的电阻产生的热量多。
电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见 也摸不着，如何测量呢？
W=Q
（W= UIt） =（Q=I2Rt）
②在其他电路中：（如电流通过电动机做 功时，大部分电能转化为机械能）
W> Q
（UIt=I2Rt+W输出）来自4. 热功率(P热):
新人教版高中物理选修1-1电流的热效应
电流的热效应教学过程：一、电流的热效应1．在5欧电阻上涂一层蜡后，把它接到6伏电源上，会看到什么现象？用手摸摸电阻，它是不是在发热？这说明电流通过导体会产生什么效应。
2．在两只电阻上涂厚薄相同的蜡，并接在6伏电源上，观察哪个电阻上的蜡熔化得快，是电阻大的还是电阻小的？哪个电阻止的电流大？电流产生的热量多少与电流大小有什么关系，3．将两只电阻串联，涂蜡情况相同，接在6伏电源上，观察哪个电阻上的蜡熔化得快些，是电阻大的还是电阻小的。
当电流强度相同时，电流产生的热量多少跟电阻大小有什么关系。
4．将10欧电阻涂上一层厚蜡，接在6伏电源上，通电后蜡开始熔化，随着时间的增加，蜡熔化的越多，最后全部熔化。
这说明电流产生的热量多少跟通电时间长短有什么关系；6．用漆包线在一根火柴头上缠几匝，隔一段距离，再在另一根火柴头上缠更多匝（缠线的匝数之比可为1：10），两火柴要分开。
将漆包线两端接在电源上。
通电后，观察哪根火柴先着火。
这表明当电流强度相同时，电流产生的热量多少跟电阻大小有什么关系？7．再用漆包线在一根火柴头缠数匝，先接在4伏电源上，记录下通电后到火柴着火所用的时间。
再取一根火柴，用漆包线缠上同样的匝数，接在6伏电源上，记下火柴着火所用的时间。
比较这两个时间。
当电路电阻一定时，电流产生的热量多少跟通过的电流大小有什么关系？【注意事项】1．因实验时电流较大，接通电路的时间要尽可能短，蜡熔化后要立即断开电源。
2．火柴着火后，不仅要立即断开电源，还要把火立即吹灭，以防将漆包线其余部分的漆烧掉。
二、焦耳定律那么电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关呢？英国物理学家焦耳做了大量的实验研究这个问题。
焦耳1818年出生在英国的曼彻斯特市效区，是一个酿酒厂主的儿子。
从小学习认真，爱好科学。
16岁起与其兄弟一起到著名化学家道尔顿那里学习，这在焦耳的一生中起了关键的指导作用，使他对科学产生了浓厚的兴趣。
当焦耳20岁时，正值电磁力和电磁感应现象发现不久，人们还不大了解电磁现象的内在规律，也缺乏对电路的认识，只是感到磁电机有可能代替蒸汽机成为效率最高、管理方便的新动力。
2019_2020学年高中物理第一章电场电流六电流的热效应课件新人教版选修1_1
[例 1] 两电阻 R1、R2，阻值 R1＞R2，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 [思路点拨] 结合串、并联电路中电流、电压关系，利用公式 Q＝I2Rt 和 Q＝UR2t 计 算．
[思考] 完全相同的两个白炽灯，任何情况下亮度都一样吗？
提示：不一样．和实际通过的电流有关.
要点一 对焦耳定律的理解
1．焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出来的，不能认为是用电学公 式推导出来的，它适用于所有电路中的发热计算.
2．对焦耳定律公式的理解 (1)在电流和电阻相同时，热量与时间成正比． (2)在电阻和时间相同时，热量与电流的平方成正比． (3)在电流和时间相同时，热量与电阻成正比． 3．应用时不论什么电路，其热量都可以用 Q＝I2Rt 来计算，热功率都可用 P＝I2R 来计算．
热量为 Q1；若把它们并联起来接在同一电源上，在相同的时间内产生的热量为 Q2， 则( )
A．Q1∶Q2＝1∶4 C．Q1∶Q2＝1∶2
B．Q1∶Q2＝4∶1 D．Q1∶Q2＝2∶1
解析：串联 并联 答案：A
产生热量 Q1＝2UR2 t，
产生热量 Q2＝UR2t，故选 A. 2
要点二 电功和电热
2．有三个用电器，分别是日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均
为“220 V 60 W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )
A．日光灯最多
ห้องสมุดไป่ตู้
B．电烙铁最多
2019-2020学年高中物理 第一章 第六节 电流的热效应教案 新人教版选修1-1.doc
2019-2020学年高中物理第一章第六节电流的热效应教案新人教版选修1-1教学目标：1、用实验探究电流通过导体时，电能转化为导体的内能与哪些因素有关，重点通过实验研究方法研究导体通电时发热与导体的电子之间的关系。
2、了解电流热效应跟哪些因素有关，理解并能够用焦耳定律解决一些实际问题。
3、了解生活中应用焦耳定律的例子，了解节约电能的一些方法。
教学过程：一、电阻和电流的热效应问：①白炽灯通电以后，一会儿热得烫手②电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭③电流通过导体时能使导体的温度升高在这些过程中能量转化情况如何？（电能变成内能）说明：电流能够将电能转化为内能这就是电流的热效应说明：导体通电时发热的多少与哪些因素有关呢？请看下面的演示实验演示实验：实验器材：①阻值不同的电阻丝A 、B②两烧瓶质量完全相等的煤油③两支温度计④电源⑤导线实验过程：1、阻值不同的电阻丝A 、B分别浸在质量完全相等的煤油里，两者串联起来，通过变阻器和开关接到电源上2 、测量两烧瓶煤油的初始温度并做记录3 、闭合开关，过几分仲后再测煤油的温度并做记录，同时记下这次通电的时间，比较两烧瓶煤油的温度实验结果：金属丝产生的热量跟金属丝的阻值成正比问：除此以外，电流的热效应跟哪些因素有关呢？（①电流②时间）说明：英国物理学家焦耳通过一系列实验发现电流发热具有下述规律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律问：如果用Q 表示热量，用I 表示电流，R 表示导体的电阻，t 表示通电的时间，如何表示焦耳定律？（Q = I2Rt ）说明：我们把电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率问：热功率的公式是什么？（P＝Q/t＝I2R）问：国际单位制中热功率的单位是什么？（瓦特，简称瓦，符号是W）问：电动机的能量转化情况如何呢？（电能转化成机械能和内能，这时电功率大于热功率）电流通过白炽灯泡时能量转化情况如何呢？（电能几乎全部转化成内能，这时电功率等于热功率）板书设计一、电阻和电流的热效应1、焦耳定律：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 Q = I2Rt2、热功率：单位时间消耗的电能P＝Q/t＝I2R单位：瓦特，简称瓦，符号是w。
高中物理 第一章 电场电流 六 电流的热效应课件1高二选修11物理课件
第二十五页，共三十一页。
4. 某白炽灯泡上标有“220 V 40 W”字样，不计温度对电阻的影响，下列说法 正确的有( ) A．该灯接在 110 V 线路上时，其热功率为 20 W B．该灯接在 55 V 线路上时，其热功率为 2.5 W C．该灯接在 440 V 线路上时，其热功率为 160 W D．该灯接在 110 V 线路上时，其热功率为 40W
12/8/2021
第十九页，共三十一页。
[解析] 电动机和白炽灯的不同之处是电动机是非纯电阻，当正常工作时电动机的电 功大于电热，而白炽灯是纯电阻，工作时，电功全部转化为电热，所以 C 项正确．
[答案] C
12/8/2021
第二十页，共三十一页。
对于含有电动机的电路，不能简单地理解成它一定是一个非纯电阻电路，要从纯电 阻电路和非纯电阻电路在能量转化的区别上加以区分． 直流电动机两端加上电压以后，若电动机不转，则没有电能转化为机械能，此时损 失的电能全部转化为内能，这时的电路就是纯电阻电路．
[答案] A
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第十三页，共三十一页。
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＝UR2t.
12/8/2021
第十四页，共三十一页。
1．把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为 U 的电源上，它们在时间 t 内产生的
12/8/2021
第十一页，共三十一页。
[例 1] 两电阻 R1、R2，阻值 R1＞R2，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
高中物理 第一章 电场 电流 第六节 电流的热效应课件 新人教版选修1-1
2．热量的计算 焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出来的，
不能认为是用电学公式推导出来的，电热公式 Q ＝I2Rt 适用于所 有电路中的发热计算。在非纯电阻电路中，UIt>I2Rt，即消耗的 电能只有部分转化为内能。
1．(2018 年 6 月山东学业水平考试)一阻值为 10 Ω 的定值电阻，
解析：焦耳定律 Q ＝I2R，所以 B 正确。 答案：B
[随堂基础巩固]
1．(2018 年 6 月浙江学业水平考试)不切断电源只按下遥控器的待
机键，电视机即进入待机模式。家用电视机待机功率约 0.5 W，
假设每户家庭使用 1 台电视机，如果在不使用电视机时及时切
答案：C
2．在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的
电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同
的物理量是
()
A．通过它们的电流和加在它们两端的电压
B．通过它们的电流和它们的电阻
C．通过它们的电流和通电时间
D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间 解析：由焦耳定律 Q ＝I2Rt 知，要想验证 Q 与 R 间的关
D．焦耳热 Q ＝I2Rt 适用于任何电路
解析：电功率公式 P＝Wt ，功率越大，表示电流做功越快。对于 一段电路，有 P＝IU，I＝UP，焦耳热 Q ＝(UP)2Rt，可见 Q 与 P、
U、t 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 不对。W＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I＝UR只适用于纯电阻电 路，则 W＝I2Rt＝UR2t 也只适用于纯电阻电路，B 对。在不是纯 电阻的电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以
联在电源上后，若不计散热，则
()