电流的热效应
16.4 科学探究：电流的热效应
结论：在电流I和通电时间t相同时，电流产生 热量多少与导体的电阻Ｒ大小有关，并且电阻 Ｒ越大，电流产生热量越多。
总结论
电流通过导体所产生的热量与导体的电阻 大小成正比，与电流的平方成正比，与通
电时间成正比。
焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)
焦耳定律的发现者
焦耳（1818～1889），
英国物理学家。1818年
问题3.电路中负荷过大有什么危险？为什么？
电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按Q=I2Rt
计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。
请你当设计师： 显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上， 而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳
定律Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大、熔点高 导线：电阻率小、熔点高
电流的热效应有什么利和弊？
优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等
优点。
缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。
电流的热效应 与哪些因素有 关？
导线和电熨斗串联，为什么 电熨斗很热而导线并不是很 热？说明什么？
电流通过导体时产生热的多 少跟什么因素有关？ 首先猜测电流I、电阻R、时间 t三者对电流产生的热量Q的多 少有影响，然后对电流I、电
产生热量越多。
控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的 影响
相同时间内通过R的电流为
Ｉ，移动R0的滑片,使通过R 的电流为0.5Ｉ。比较R两次 所产热的多少
结论：在电阻Ｒ和通电时间t相同时，电流产生 热量多少与通过导体的电流Ｉ大小有关，并且 电流Ｉ越大，电流产生热量越多。
控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→对电热Q 的影响
电流热效应的利用
焦耳定律及应用
1焦耳定律及应用一、焦耳定律1•电流的热效应：电流的热效应是指电流通过导体时电能转换为热能。
焦耳定律是说明传导 电流将电能转换为热能所满足的规律。
2•内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时 间成正比。
3.公式:Q = I $ Rt其中：Q ――焦耳热一一 J ; I ――电流一一 A ； R ――电阻一一 门；t ――时间一一 s （1）由公式可知， 1J =(1A)2 1V 1s（2）结合欧姆定律 2l= ，可得Q=Ult= t = PtR R 2 U（3）注意：纯电阻电路中，求焦耳热，可用公式 Q =|2Rt =Ult 工人t =P ・t 中任意一个R（具体用哪个公式解题较快应根据具体题目分析。
一般的，如果几个电阻串联或电流相等时2 U 2用公式Q=l Rt 分析较快；如果几个电阻并联或电压相等时用公式 Q t 分析较快）；R 2Q = l Rt 求解。
相应的，如果求纯电阻用电器的 热功率，可用公式f “ WUl 」2中任意一个；求非纯电阻用电器的热功率，只能用R公式P 热=l 2R 求解。
二、应用利用电流的热效应可以制成各种电热器， 女口：电烙铁、电熨斗、电炉、电烤箱、热水器、 电孵化箱等。
1.求纯电阻用电器的焦耳热或热功率2 U 2焦耳热：Q = I 2Rt = Ult t = P tR 2 U “热功率：P 热=1 2R =UI R 2.关于非纯电阻用电器的计算①焦耳热：Q=l 2Rt 热功率：P 热二l 2R对于非纯电阻电路，求焦耳热只能用公式②电功：W 二Ult电功率：P出UI t③机械能：W机=W -Q 机械功率：P机二P-F热④机械效率：严几100%』100%W P2。
初中物理电学第8讲 焦耳定律
焦耳定律知识点梳理一、电流的热效应1、定义：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2、实质：电流通过导体的过程是电能转化成内能的过程，同时也是电流做功的过程。
3、电流的三种效应①电流的热效应：电流通过导体时产生热量②电流的磁效应：通电导体周围有磁场③电流的化学效应：电流通过酸、碱、盐的水溶液时，溶液会发生化学变化。
二、焦耳定律1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比2、表达式：3、适用范围4、电能的防止和利用①电能的利用：纯电阻用电器，例如电热水器、电饭锅等②电能的防止：用电器温度过高会影响其使用寿命，会使导线的绝缘皮老化，甚至温度过高导致火灾。
所以，就需要散热。
方法突破之典型例题一、选择题1、下列家用电器，利用电流的热效应工作的是A．洗衣机B．电视机C．电冰箱D．电水壶2、下列图中所示的家用电器，利用电流的热效应工作的是（）A.电暖气B.洗衣机C.电风扇D.电视机3、下列情况中不属于防止电热危害的是（）A．电视机的后盖有许多孔B．电脑机箱内有小风扇C．电动机外壳有许多散热片D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次4、计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（）A、UItB、C、I2RtD、前面三个都可以5、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（）A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B．根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多6、在“探究焦耳定律”的实验中，为了找出电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系，必须同时保持（）A．导体电阻相等和导体中电流相等B．导体电阻相等和通电时间相等C．通电时间相等和导体中电流相等D．导体电阻相等、通电时间相等、导体中电流相等7、电炉通电一段时间后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热，这主要是因为（）A．通过导线的电流大于通过电炉丝的电流B．导线的电阻远大于电炉丝的电阻C．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流D．导线的电阻远小于电炉丝的电阻8、下列措施中，属于利用电流热效应的是A．电视机的后盖有很多孔B．电饭锅的发热板装在底部C．与空调器相连的导线很粗D．电脑的主机中安装微型风扇9、一些金属或合金当达到某一温度时，电阻会变为零，这种现象称为“超导”，能够发生超导现象的物质叫超导体，请你想想下列哪个事例不是利用超导体的（）A．可用于输电线路降低输电损耗B．研制成磁悬浮列车C．装配成功率大、高效率的发电设备和电动机D．制成大功率的电炉10、家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A，如果电动机线圈电阻为4Ω，则每分钟产生的热量为（）A．26400J B．726000J C．960J D．440J11、把一台电动机接入电压220V的电路中，正常工作时通过电动机的电流为5A，电动机线圈的电阻为4Ω，1min通过线圈的电流产生的热量为（）A．1100J B．6000J C．66000J D．3000J12、用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来接在原来的电路中，则烧开同样一壶水的时间是（不计热量损失）（）A．2.5min B．5min C．20min D．40min13、某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝。
电流的5种效应
电流的5种效应一、电流的热效应1. 定义- 当电流通过导体时，导体会发热的现象称为电流的热效应。
这是因为电流通过导体时，导体中的自由电子与导体中的离子（原子实）发生碰撞，将电能转化为内能，使导体温度升高。
2. 焦耳定律- 定量描述电流热效应的规律是焦耳定律，其表达式为Q = I^2Rt。
其中Q表示热量（单位：焦耳，J），I表示电流（单位：安培，A），R表示电阻（单位：欧姆，Ω），t表示时间（单位：秒，s）。
- 例如，在一个电阻为10Ω的导体中，通入2A的电流，经过5s，根据焦耳定律Q=I^2Rt=(2A)^2×10Ω×5s = 200J，即产生200J的热量。
3. 应用与危害- 应用：电热水器、电熨斗、电饭锅等都是利用电流的热效应工作的。
电热水器内部有电阻丝，当电流通过电阻丝时，电阻丝发热，将水加热；电熨斗的发热芯也是利用电流热效应产生热量来熨烫衣物。
- 危害：电流的热效应在一些情况下会造成危害，例如在输电线路中，由于电流通过导线时会产生热量，如果电流过大或者导线电阻较大，产生的热量过多会导致电能损耗增加，同时可能会使导线温度过高，加速导线的老化甚至引发火灾。
为了减少这种危害，在远距离输电时会采用高压输电的方式，根据P = UI，在输送功率P一定时，电压U升高，电流I就会减小，再根据Q = I^2Rt，电流减小则导线上产生的热量Q会大大减少。
二、电流的磁效应1. 发现- 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
他发现当导线中有电流通过时，其下方的小磁针会发生偏转，这表明电流周围存在磁场。
2. 安培定则（右手螺旋定则）- 对于直线电流，用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
- 对于环形电流，让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。
- 例如，在一根通有从左向右电流的直导线周围，根据安培定则，其周围的磁感线是以导线为圆心的同心圆，在导线下方，磁感线方向垂直纸面向里；对于一个环形电流，若电流为顺时针方向，那么其中心轴线上的磁感线方向是垂直于环形平面向里的。
焦耳定律电流的热效应
电热器的安全使用注意事项
01
注意使用电压和电流
在使用电热器时，要确保使用的电压和电流符合产品说明书的要求，不
要超负荷使用，以免发生火灾或电击危险。
02 03
定期检查和维护
定期检查电热器的电线、插头和元件是否完好无损，如有损坏应及时更 换。同时，要保持电热器的清洁，避免灰尘和杂物影响加热效果和安全 性。
电流的热效应的应用
总结词
电流的热效应在许多领域都有广泛的应用。
详细描述
在工业领域，电流的热效应被用于加热、熔 炼、焊接和热处理等工艺过程。在日常生活 中，电热器、电烤箱、电熨斗等电器也是利 用电流的热效应来提供便利。此外，电流的 热效应还应用于医疗领域，如电热疗法和电 烙术等治疗方法。同时，电流的热效应也是 电磁炉和微波炉等现代厨房电器的工作原理
之一。
04
实验演示焦耳定律
实验目的和原理
目的
通过实验演示，探究电流的热效应，验证焦耳定律。
原理
焦耳定律指出，在封闭电路中，电阻器中产生的热量与电流、电阻和时间成正比。即Q=I²Rt，其中Q表示 电阻器中产生的热量，I表示通过电阻器的电流，R表示电阻器的电阻，t表示时间。
实验设备和材料
实验设备
电源、电流表、电压表、可调电阻、 焦耳计（热水容器）以及导线。
电流的热效应
焦耳定律揭示了电流通过导体时产生 热量的规律，即电流通过导体时，由 于电子与导体原子的相互作用，电子 的动能转化为热能。
能量守恒
根据焦耳定律，电流通过导体产生的 热量最终以热能的形式散失到周围环 境中，实现了能量从电能向热能的转 换，符合能量守恒定律。
物理：电流的热效应电功率
•I为流经电路组件的电流，V 为电路组件两端的电 压，P 也表示电源或电路组件在单位时间内提供
或消耗的电能。
电功率（2/2）
電功率的 SI 制單位為瓦特（watt），記為 W，即 J
1 W＝1s ＝1 A．V 一般的家用電器，背面的標籤顯示該電器在額定電壓 下所消耗的電功率。
焦耳定律
導體兩端的電壓 V 和流經的電流 I 之關係為 V＝IR，R 為導體的電
電力公司收取家庭用電費，則依據電表所記錄每兩個月用戶 所使用的電能。1 千瓦小時的電能俗稱 1 度電，等於電功率為 1000 瓦特的電器使用 1 小時所消耗的電能，即 1 度＝ 1 千瓦小 時＝1000 瓦特×3600 秒＝3.6×106 焦耳
范例 7-7
有一個電熱水瓶的電阻為 40 Ω，連接在 120 V 的電壓 下，求︰ (1) 通過此電熱水瓶的電流是多少？
■結點定則：電路中的任何一個結點上，流入的電流等於流出的電
流 Iin＝Iout 或 I1＋I2＋I3＋……＝0
結點定則是電荷守恆的結果。 ■迴路定則：環繞任何一個封閉迴路上，通過各元件兩端的電位差
之總和為零。
V1＋V2＋V3＋……＝0
迴路定則是能量守恆的結果。
要点整理─分析应用
■電阻率：溫度一定時，金屬導線電阻 R，會與金屬導線的長度成正
4. 电池之电功率等于电池两端电位差所生之电功 率。
范例 7-8 解
解 (1) 電池兩端電位差 Vb＝ε＋IR＝12＋（50×0.04）＝14（V）
(2) 電池消耗功率 Pb＝I 2 R＝（50）2（0.04）＝100（W）
ε (3) 轉換為化學能功率 Pch＝I ＝50×12＝600（W）
(4) 提供電池之電功率 P＝IVb＝50×14＝700（W）
九年级物理 第15章 电功和电热 同步辅导 电流的热效应知识赏析
科学探究：电流的热效应一、探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关1.电流的热效应（1）概念：电流通过导体,导体会发热的现象,叫做电流的热效应。
（2）实质：电流的热效应是一种普遍现象,只要用电器对电流有阻碍作用,电流流过用电器时就会发热,就会有电能转化为内能。
2.探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关（1）进行实验：①用液体（如煤油）温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。
②a.探究通过通电导体电阻的大小对产生热量的影响,可选择两段不同阻值的电阻丝R 1、R 2（R 1>R 2）,实验时,将两段电阻丝串联在电路中,以控制通电时间和通过两段电阻丝的电流大小相等。
b.探究通电导体中电流的大小对产生热量的影响,可控制通电时间和电阻丝的阻值不变,使通过电阻丝的电流大小改变。
实验时,通过调节串联在电路中的滑动变阻器来改变电路中电流的大小。
（2）实验电路图和装置（如图1所示）甲乙（3①按图甲所示的电路图连接电路,通电一定时间后,切断电源,分别观测不同电阻丝所在液体温度的变化。
②控制通电时间相等,调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小,观测其中一段电阻丝（如R 1）所在液体温度的变化。
③保持通过电阻丝的电流大小不变,改变通电时间,观测其中一段电阻丝（如R 1）所在液体温度的变化。
（4）实验结论：当电阻和通电时间一定时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多；当电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,导体产生的热量就越多。
当电流和电阻一定时,通电时间越长,导体产生的热量就越多。
即：电流通过导体产生的热量与导体本身的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。
【学法技巧】控制变量法和转换法的应用1.控制变量法：探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻的关系时,要控制电流和通电时间相等；探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系时,要控制电阻和通电时间相等。
2.转换法：在探究电流产生的热量与哪些因素有关时,产生热量的多少是不能直接观察的,但我们可以利用转换法,通过观察煤油升高的温度来判断导体产生热量的多少。
焦耳定律
电流的热效应知识梳理：一、电流的热效应1、含义：电能转化成的内能（电流的热效应）2、探究影响电流热效应的因素①时间；②电流大小；③电阻大小研究方法： 与二、焦耳定律1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2、计算公式：Rt I Q 2=（适用于所有电路） 在纯电阻电路中：t R U UIt Q W 2=== 注：①焦耳定律公式是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，都可以用它来计算电流所产生的热量，即适用于任何用电器产生热量的计算。
②纯电阻电路：串联电路中常用公式：Rt I Q 2= ；并联电路中常用公式：t R U W 2= 计算总热量常用公式Q 总＝Q 1+Q 2（无论用电器串联或并联）3、在电路中的特点： Q 1：Q 2＝R 1：R 2 （串联与电阻成正比）Q 1：Q 2＝R 2：R 1 （并联与电阻成反比）4、当用电器为纯电阻时，W ＝Q （电能全部转化成内能）特例：电动机为非纯电阻，W ＞Q 。
5、应用——电热器：①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。
②原理：焦耳定律③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
④优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
基础巩固：1、电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，如图所示是我们常见的家用电器，其中主要利用电流的热效应工作的是（ ）A ．电视机B ．电饭锅C ．电冰箱D ．电风扇2、关于如图所示实验的说法中错误的是（）A．该实验研究的是电流的热效应B．实验中采用了控制变量法C．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少（第2题）（第3题）3、为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图所示的实验器材，小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”．对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是（）A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容4、如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（）A．a B．b C．c D．三个相同（第4题）（第5题）（第6题）5、小明和小华想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，A瓶中的金属丝是铜丝，B瓶中的金属丝是镍铬合金丝，温度计显示煤油的温度．（1）这两个瓶中所盛煤油的质量应该．（2）小华问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，应该如何解释．（3）将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制和相同．（4）实验过程中，小明和小华发现B瓶中温度计的示数升高的很快，而A瓶中温度计的示数几乎不变化．这是因为．（5）此实验的设计，除下应用了控制变量法，还应用了什么方法？答：．6、如图所示电路中，已知R1＞R2，闭合开关S后（）A．电流通过R1、R2产生的热量Q1＜Q2 B．通过R1、R2的电流I1＞I2C．R1、R2两端的电压U1＞U2 D．R1、R2消耗的电功率P1＞P27、电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是（ ）A ．通过电炉丝的电流比导线的电流小得多B ．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多C ．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多D ．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多8、把一台电动机接入电压220V 的电路中，通过电动机的电流5A ，电动机线圈的电阻为2Ω，1min 通过线圈的电流产生的热量为 ．9、有2安培的电流通过一电阻器，在一定时间内产生一定的热量，如果电流增加到4安培，在相同的时间内产生的热量是前者的（ ）A ．21倍B ．41倍 C ．4倍 D ．2倍 10、已知电流I 安通过电阻R 欧，t 秒内产生的热量是Q 焦．如果电阻减半，电流变为原来的2倍，在相同的时间内产生的热量将是（ ）A ．2QB ．QC ．Q/2D ．8Q能力提升：一、影响电流热效应大小的因素1、如图是探究电流热效应的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，铜丝和镍洛合金丝的长度、横截面积均相同，则（ ）A ．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系B ．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系C ．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同D ．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越多2、如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（ ）A ．甲、乙两次实验都应用了控制变量法B ．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C ．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D ．乙实验通电一段时间后，右侧U 形管中液面的高度差比左侧的小3、为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R 1、R 2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R 1＜R 2，装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（ ）A．在此实验中，电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的B．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关C．比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关D．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多（第3题）（第4题）4、小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实际电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，R A与R B是阻值不同的电热丝．（1）R A与R B采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、相等．（2）小明同学为了比较R A与R B阻值的大小，用电压表分别测出R A与R B两端电压的大小，发现U A＜U B，则R A R B（选填“＞”“＜”或“=”）．（3）在相同的时间内，可通过观察来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，试验液体选用煤油而不选水，主要是水的比热容比煤油（选填“大”或“小”）．（4）通过实验，发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流、通电时间相同的情况下，电阻（选填“越大”或“越小”），产生的热量越多．（5）小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R A换成的电热丝．测量时，水和煤油的初温均为t0，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、t ，请写出煤油比热容的表达式：c煤油=．（已知水的比热容为c水）．煤油小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差，原因主要有：．（只要写出一条即可）二、焦耳定律相关计算1、一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内产生的热量是J．一支电烙铁标有“220V 40W”，在额定电压下通电10min产生的热量是J．2、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A．这台电动机正常工作10s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（）A．W=38000J，Q=2000J B．W=38000J，Q=38000JC．W=722000J，Q=2000J D．W=722000J，Q=38000J3、某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是1200J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是J．4、如图所示电路中，R1=20Ω，电路总电阻为12Ω，电流表示数为0.3A，请计算：（1）电源电压；（2）通电lmin电流通过R1产生的热量；（3）电阻R2的阻值．5、如图所示，电源电压为12V且保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0﹣3A．（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？在10min内电流通过R1所产生的热量是多少？（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R2消耗的最大电功率是多少？6、如图所示，电源电压为9伏，滑动变阻器上标有“2安、10欧”字样，电热丝额定电压和额定功率值分别为6伏和7.2瓦，容器内装有煤油100立方厘米，若电压表读数为5伏，加热时间为7分钟，问煤油的温度将升高多少度？（设电热丝放出的热量全部被煤油吸收，电热丝电阻不随温度而变，煤油的密度为0.8×103千克/米3，煤油比热为0.51卡/（克•℃）．三、比值问题1、将一根电炉丝接在电路中，在时间t内产生的热量为Q1；如果将它对折后接在同一电路中，在相同时间内产生的热量为Q2，则Q1：Q2为（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：22、通过甲乙两个电热器的电流之比为1：2，通电时间之比为2：3，产生的热量之比为2：9，则甲乙的电阻之比为（）A．3：4 B．4：3 C．2：3 D．3：23、如图所示电路中，电阻R1=2R2，当开关S闭合后，在相同时间内R1和R2上产生的热量之比是（）A．1：4 B．1：2 C．2：1 D．4：1（第3题）（第4题）4、如图所示，两电阻R1=R2，电源电压相同，要使甲、乙两电路图中产生的总热量相等，则所需时之比t甲：t乙为（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2课后作业：1、如图所示是探究焦耳定律的实验装置，除了灯丝电阻R 甲＞R 乙外，其余条件均相同．开关闭合，电路接通后，下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断．正确的是（ ）A ．因为通过两电阻丝的电流相等，所以两电阻丝两端的电压相等B ．因为通过乙瓶电阻丝的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快C ．因为甲瓶中煤油的比热容要小，所以甲瓶的温度计示数变化快D ．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多，所以甲瓶的温度计示数变化快2、如图所示，在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水，现将阻值为R 1、R 2的电阻丝（R 1＜R 2）分别按图中的四种方式连接放入水槽，并接入相同电源．通电相同时间后，水温最高的是（ ）A ．B ．C ．D ．3、甲电炉的电阻是乙电炉电阻的2倍，加在甲电炉的电压是加在乙电炉上电压的2倍，则在相同的时间里，甲电炉产生的热量与乙电炉产生的热量相比较（ ）A ．乙是甲的2倍B ．甲是乙的2倍C ．甲是乙的4倍D ．甲、乙产生的热量相等4、两个电阻R 1：R 2=3：2的电阻丝，通过的电流之比为I 1：I 2=2：3，在相同的时间内，它们产生的热量之比是（ ）A ．3：2B ．2：3C ．1：1D ．4：95、两根电热丝电阻分别是R 1=100Ω、R 2=40Ω，当将它们串联后接入某一电源使用时，相同时间内产生的热量Q 1：Q 2= ．若将它们并联后接入某电源使用时，相同时间内产生的热量'1Q ：'2Q = ．6、将两只分别标有“PZ220﹣40”和“PZ220﹣60”的电灯并联在电路中，正常工作时通两灯的电流比为 ，两灯在相同时间内产生的热量之比为 ．7、一个“220V ，1000W”的电炉，接到110V 的电源上使用，要求单位时间内产生的热量不变，可采用的方法是（ ）A ．将电炉丝截去21B ．将电炉丝截去41 C ．将电炉丝对折后使用 D ．将电炉丝三等分再并联使用8、有两根电热丝，R 1=mR 2，若单独用R 1对一壶水加热，则所需时间为t 0．若将这两根电热丝同时连入电路，则烧开同一壶水所需的最短时间为（不计热损失）（ ）A ．01t m B ．01t m m + C ．011t m + D ．01t mm +9、在探究“影响电流热效应的因素”的实验中：（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少．下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是．A．探究电流与电压、电阻的关系B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较．实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是．（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）．实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流，其产生的热量．（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中（填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与中图中的烧瓶电阻（填“串联”或“并联”）．（本题中，三个烧瓶中的液体质量相等）（4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中（填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成，水和煤油吸热的多少是通过（填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的．10、如图所示电阻R1为8Ω，R2为4Ω．求：（1）当开关S断开时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数是多少？（2）当开关S闭合时，电流表和电压表的示数各是多少？通电5min产生多少J的热量？11、如图所示，R1＝400Ω，R2的变阻范围是0—20欧姆，电源电压U＝12V不变。
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二、探究决定电热的因素、理解并正确运用焦 耳定律 电热与什么因素有关、焦耳定律、公式、单位；
焦耳定律的适用条件、电热的计算
实验可以推翻理论，而理论永远无法推翻试验。------丁肇中
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杨波
制定计划
演示实验 实验目的 探究电流的热效应跟哪些因素有关？ 研究电流通过导体产生的热量跟哪 些因素有关
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就 使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞 上面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电流 产生的热量越多，液面就会上升得越高.我 们可以通过管中液面上升的高度比较电流 产生的热量.
电暖气
炉
热得快
电热水壶
电油汀
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实验可以推翻理论，而理论永远无法推翻试验。------丁肇中
知识新解
电流的热效应： 导体中有电流通过的时候，导体要发
热，这种现象叫做电流的热效应。
电热器：
利用电流做功将电能转化为内能的装
置，统称为电热器。
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谢谢，再见
只要不放弃努力和追求，
小草也有点缀春天的价值！加油！
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单 位：电流I---- 安培A 电阻R---- 欧姆Ω 时间t---- 秒s 热量Q---- 焦耳J
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得出结论
电功的电热的关系（即 W 和 Q 的关系）
若电流做的功全部用来产生热量即 Q = W 又∵W = UIt 根据欧姆定律U = IR ∴Q = W = UIt = I2Rt 若电流做的功还转化为别的能量，则 Q < W
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走进生活
电热的应用 制电热器（要求电热丝材料电阻率大、熔点高）
制白炽灯
制保险丝（要求保险丝材料电阻率大、熔点低） 电热的危害 电线中电流过大时，
电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火；
些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。
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走进生活
电热的防止
电脑中的CPU在工作时要 产生热,如果过热就会损 坏芯片,所以要在芯片上 加装散热片和风扇.
显卡的散热片设计采用涡轮风 扇的设计，同时显存上贴有铝 合金打造的显存散热片，利用 涡轮风扇扇出的风力，为显存 散热片增加了散热效果.
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
名人殿堂
焦耳
焦耳（1818～1889），
英国物理学家。1818年
12月24日生于曼彻斯特
附近的索尔福德，1889 年10月11日卒于塞尔。
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课堂小结
合理猜测
现象一：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线材 料是铜。 猜测一：导体通电时产生的热量多少与导体的 电阻大小有关。
现象二：两根管比一根管更暖和。 猜测二：导体通电时产生的热量多少同电流大 小有关
现象三：烤10分钟比烤1分钟暖和。 猜测三：导体通电时产生的热量多少同通电时 间有关。
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答：
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牛刀小试
2.焦耳定律是反映电流的 转化为 内 的规律。
热
效应的规律，即 电 能
3.一电炉的电阻是100 Ω ，通电时间10秒钟产生的热量为 4×105J,通过这个电炉的电流是 20 A
电 能转化为 内 能 4.电流通过电风扇做功时， 和 机械 能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械 能一定 小于 3.6×106J
实验原理
实验方法
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实验探究
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实验分析
1
在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大， 电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流 产生的热量越多. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长， 电流产生的热量越多. 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比。
温馨小提示
电热器的结构共性
⑴电热器的主要组成部分是电阻 丝做的发热体。 ⑵发热体均是由 电阻率大 、 熔 点高 的材料做成的。
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生活智慧园
现象： （提示：导线电阻很小，
电炉丝电阻很小）
电炉丝和导线通过的电流相同。
为什么电炉丝热的发红，而导线
学习目标
1、知道电流的热效应，知道电热器的工作原理。 2、掌握电流产生的热量与那些因素有关。
3、掌握焦耳定律的内容、公式、单位。
4、能运用公式进行简单计算。
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生活中的物理
寻找他们的共同点
电
共同点：电流通过导体时会发热
2
3
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得出结论
英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地 确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即
焦耳定律
内 容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比， 跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. 公 式： Q = I2Rt
却几乎不发热？
根据此现象猜测电流热效应与什么因素有关？
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生活智慧园
现象:（提示：两管并联；全打开
时通过用电器的电流比打开一根 管时的电流大） 当你取暖时，打开一根管和打开
两根管的效果一样吗？
根据此现象猜测电流热效应与什么因素有关？
例题：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为 2安培，问这根电阻丝在30秒内产热多少？
解题格式
已知： 电阻R=10Ω，电流I=2A，时间t=30s
求： 电热Q
解： 由焦耳定律： Q=I2Rt=22×10×30=1200（J） 答： 这根电阻丝共产热1200J。
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生活智慧园
现象：
当你在外面受到寒冷，回到 家中打开电暖器取暖时，你 烤1分钟和烤10分钟的感觉 一样吗？ 根据此现象猜测电流热效应与什么因素有关？
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例如：电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能 W （= UIt） > Q（=I2Rt） 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电 路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量.
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典型例题
生活中的物理
上周六，小明的爸爸出门前
叮嘱他好好写作业，不要看电视。
爸爸回来时看他在认真的写作业，
电视机也没有打开，很高兴。可
是用手一摸电视机后盖后就发现： 小明肯定刚刚才把电视机关掉的。 小明爸爸是如何发现小明刚刚才把电视机关掉的？
北京师范大学出版社
电流的热效应
授课人：杨波
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牛刀小试
1：一根50Ω的电阻丝工作了10秒钟后产生 1.8×104焦耳的热量，问流过这根电阻丝的 电流是多少？
解题格式
已知： 电阻R=50Ω，热量Q=1.8×104J，时间 t=10s 求： 电流I 解：
由焦耳定律：Q=I2Rt 所以：I=（Q/Rt）1/2 =（1.8×104/（50×10））1/2 =6（A） 这根电阻流过的电流为6A。