2019届高中物理第一章电场电流第6讲电流的热效应 -1

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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

④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
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
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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
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课前
接
知识
情景
栏
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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1章电场电流 6 电流的热效应课件1高二选修11物理课件

【解析】电阻一定时，使电流减半，由 P＝I2R 知，电功率减为原来的14，可见 A 项错；同理，使电压减半，由 P＝UR2知，电功率也为原来的14，故 B 项错；当电压不变，电阻减半时，由 P＝UR2知，电功率变为原来的 2 倍，可见 C 项错；由 P＝UR2 知，当 U 和 R 各减半时，电功率变为原来的12，可见 D 项正确．
(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．
12/9/2021
第十页，共三十一页。
教材资料(zīliào)分析
思考与讨论
[教材第21页] 点拨(diǎn bo) 浪费电的现象可能有：不能做到人走灯熄，电视
A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d；B的长度为2L，直径为
2d，那么(nàme)通电后在相同的时间内产生的热量之比为( )
A．QA∶QB＝1∶2 C．QA∶QB＝1∶1 【答案】B
B．QA∶QB＝2∶1 D．QA∶QB＝4∶1
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第二十页，共三十一页。
【解析】长度之比为 1∶2，直径比为 1∶2，则横截面积比为 1∶4，根据电阻定律 R＝ρLS知，电阻之比为 2∶1，根据 Q ＝I2Rt，电流相等，则热量之比为 2∶1.故 B 正确，A、C、D 错误．
温馨(wēn xīn)提示电功率等于热功率的电路称为纯电阻电路，电功率大于热功率的电路称为非纯电阻电路．
12/9/2021
第五页，共三十一页。
三、白炽灯
利用电流的___热__效__应_，使通电的金属丝______温__度升高，达到白热 (wēndù)
状态(zhuàngtài)，从而发光．这就是白炽灯的发光原理．

高中物理第1章6电流的热效应课件选修11高二选修11物理课件

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C [由焦耳定律 Q＝I2Rt 知，要想验证 Q 与 R 间的关系，则应注意保持 I 与 t 不变，故选 C.]
第三十四页，共四十页。
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3．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为( )
A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少 B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热 C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多 D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少
第十九页，共四十页。
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B [电炉可以看作是纯电阻用电器，电流产生的热等于电流所做的功，所以有 Q＝W＝I2Rt＝UR2t，根据题意知 U 不变，t 相等，故由 Q＝UR2t 可以看出 R 越大，放热量越小，要使热量增加，应减小电炉电阻，故 B 选项正确；对于 C 选项，能增加电炉相同时间内放出的热量，但不能使原电阻丝放热增加，故 C 错．]
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3．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．
第十六页，共四十页。
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(2)焦耳定律公式的理解：在电流和电阻相同时，热量与时间成正比；在电阻和时间相同时热量与电流的平方成正比；在电流和时间相同时热量与电阻成正比．如串联的两个用电器由于电流是相等的，在时间相等的情况下，谁的电阻大谁发热多，不是电阻大的阻碍作用大而发热少．
第八页，共四十页。
(√ ) (× ) (× ) (× ) (√ ) (× )
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2．某电阻的阻值为 5 Ω，通过的电流为 2 A，则它在 10 s 的时
间内产生的热量为( )

电流的热效应

电流的热效应电流的热效应是指导体通电时所产生的热量，它在电力传输和电路设计中都是非常重要的因素。

本文将探讨电流的热效应的原理、计算方法以及应用。

一、原理当导体通过电流时，其中的电子会与导体原子碰撞，并将一部分电能转化为热能，导致导体温度升高。

这种现象叫做焦耳效应，它是电流热效应的基础。

电路的热效应是由电路中电流通过电阻时产生的热量引起的。

热量可以影响导体的电阻率，导体的电阻率随温度的升高而升高。

因此，当电流继续流过导体时，电阻值也会因为热效应而增加，产生更多的热量，导致更高的温度，从而形成一个正反馈的过程，这种现象被称为自加热。

二、计算方法为了计算电流的热效应，我们需要知道导体的电阻值、电流强度、通电时间以及导体材料的特性。

热效应的计算可以基于以下公式：Q=I^2Rt其中，Q表示被加热导体所释放出的热能（焦耳），I表示电流强度（安培），R表示导体电阻（欧姆），t表示通过导体的时间（秒）。

在计算热效应时，我们通常是考虑将热量转移到环境中或周围物体的速率。

这个速率使用导体的热容量和质量以及温差来计算。

热容量指的是物体需要增加1°C温度所需要的热能。

在大多数情况下，热容量和导体的质量以及密度有关。

热量的传递速率可以使用以下公式：dQ/dt = kh * A * ∆T其中，dQ/dt表示单位时间内传输的热量，A表示导体的表面积（平方米），kh表示传热系数（每秒传递的热量单位温差），∆T表示微小时间间隔中物体内外温度差异。

三、应用电流的热效应在电路中有着重要的应用。

例如，在高功率和高电流下，导线和其他器件的温度可能会达到非常高的值。

当温度超过材料极限时，会导致器件短路、熔断等故障。

因此，在设计电路时，需要考虑材料质量、导线的截面积和导线长度等因素来确保电路能在安全的范围内运行。

另外，电流的热效应在热力学过程中也有应用。

热效应可以用于测量物体的热容量和其他热物理参数。

例如，使用热效应可以测量材料的热传导率，这对于某些物理实验和材料测试非常有用。

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):

选修1-1第一章 1.6 电流的热效应

二、焦耳定律
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 I Rt
2
t，s。
3、式中各量的含义和单位：
Q，J； I，A； R，Ω；
4、应用：制成各种电热器，如电热水器、电熨斗、电热毯、保险丝等。
二、热功率
1、定义：电热器在单位时间内消耗的电能叫热功率。
1．焦耳热 Q I 2 Rt
式中各量的含义和单位： Q，J； I，A； R，Ω； t，s。
2
U Q 2．热功率 P I 2 R 或 P R t
单位：瓦（W）
课堂练习和课外作业
课堂练习：P23 问题与练习1、 2、 3、4 课外作业：P23 问题与练习
课堂训练
1、规格为“220V，1000W”的电炉，求：（1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流（2）电炉的电阻
新课标高中物理选修1－1 第一章电场电流
一、电流的热效应
前言：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。 1、定义：电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成内能，这就是电流的热效应。问题：导体通电时发热的多少与哪些因素有关？有什么关系？实验研究
一、电震实验
4.5A
48.4Ω
例1：在2s内共有12.50×1018个电子通过导体某横
截面，则通过导体的电流强度大小是 ()．
A．1.0A B．6.25×1018A
C．6.25×1017A
D．0.10A
例2：一导体两端的电压为90V，20s内通过导体某横截面的电量为60C，则通过此导体的电流为 3.0 此导体的电阻为 30 Ω。 A，

高中物理第1章电场电流 1.6 电流的热效应避雷线断线原因分析阅读材料素材新人教版选修1-

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避雷线断线原因分析1991年10月6日，35kV右元线120＃杆避雷线从防振锤外侧20cm处断裂，避雷线落地时与120＃～121＃杆挡中导线没有发生闪络(线路开关未跳闸)。

后经巡线人员及时发现，事故没有扩大。

从现场分析来看，这是一起典型的雷电流烧伤导线事例,钢绞线的烧伤程度和烧伤面积在国内现有资断也实属罕见。

我们曾对断线处和避雷线烧伤附近的三相导线检查，未发现导线有烧伤痕迹.可以说明导线和避雷线之间在雷电作用下未建立起电弧，也就是避雷线只是由于雷电流的热效应烧伤，而并不是雷电作用下的工频续流烧伤、断股的。

如果有如此大的工频续流将避雷线烧成这种程度，铝导线恐怕早已烧断了.据资料登载，广西电力试验研究所在用29～57hA的振荡波冲击ø0．8股径的CJ－50钢绞线做热效应试验时，钢丝虽不致熔断，但已受到程度不同的烧伤.烧伤较严重的钢丝金属组织发生淬火相变,脆性增大,抗拉强度大为降低，这与有无线避雷线的烧伤情况是一致的.因此尽管雷电流的时间极短，但当雷电流的幅值极够大时．其雷电流的热效应是可以把导线烧伤,直至烧断的。

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

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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
Q C. 2 解析
Q D. 4 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.
【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( )
A.0.2 A C.2.0 A
电器名称额定电压额定功率额定容量
B.0.5 A D.5.0 A
电饭锅 220 V 1 100 W 4.0 L
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
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
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，
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Байду номын сангаас热效应：电流通过导体时，使导体温度__升___高__，电能转化为__内__能___.
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( )
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.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.
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.
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”.
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
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