我的课件 电流的热效应ppt

2、电热器的发热体： 电阻大、熔点高 3、电热器的优点：污染小、使用方便
电热的危害和防止
2003年2月3日凌晨5时许，兰州城关区鱼池口拱星 墩后街144号发生一起火灾，78岁的王玉花老人用 劣质电热毯取暖时，因温度过高引燃被褥，当场 被烧死，经济损失2000多元，着起的大火在当天 上午9时许才被扑灭；2003月15日上午9时许，兰 州市农民巷老四川菜馆因房顶内电线短路引发大 火，整个菜馆毁于一旦。 随着家用电器的增多，家庭火灾发生率也急剧攀 升。2004全国城市居民家庭火灾发生2．2万起， 死亡673人，伤945人。 （南陵日报）
一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能 是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则 该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段 时间内消耗的电能E分别为 （ ） A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=3的一 半，应该采用的措施是（ ） A.使电流减半 B.电压减半 C.使电炉的电阻减半 D.使电压和电炉的电阻各减一半。
①电阻串联时电流
相同。
②电阻丝放入盛有
煤油的烧瓶中，通
电后，温度升高，
液体膨胀，液面升
高。
请回答： ①看到了什么现象？ ②说明了什么结论？
现象：I 相同时，R 大的一边液面升的高，
即升温快。
结论1：在电流和时间相同时，电阻越大
产生的热量越多。
【演示实验2】
R=5Ω R=5Ω
让相同的电阻， 流过不同的电流，

典型例题解析
【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着 铜导线却不怎 么热，这是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通 过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热 量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的 电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多.
电热Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J 转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J =5.85×105J
想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越 小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是 按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量 越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
通过以上实验你能总结
出什么规律？
电阻上产生的电热与电阻大小和
流过的电流都有关，电阻越大，电流
越大，产生的热量越多。
焦耳定律
英国物理学家焦耳通过大量 的实验，于1840年精确地确 定了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。
电流流过导体时产生的热量，跟电流的 平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟 通电的时间成正比 。
提出问题
电流通过电热器产生的热量跟哪些因 素有关？
做出猜想 导体的电阻
导体中电流 通电的时间 • • • • • • • • • •
设计实验
控制变量法
热量与电阻
R1=5Ω 热量与电流
R1
R2=10Ω I1=2I2
R2 R3
R1=R2=R3=10Ω
【演示实验1】
目标：在电流相同、电阻不同时，产 生电热的效果如何呢？ 思考： ①实验设计中，怎样保证电流等大？ ②用什么仪器反映产生热量的多少？
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
例题 4
有一电动机，它正常工作时的电 阻为5Ω，电流为5A，正常工作的 电压为220V，通电10min，电动机 消耗的电能为多少？产生的热量为 多少？有多少电能转化为机械能？
解：消耗的电能：
W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J
“试一试”：实例分析
实例1：电褥子长时间通电容易起火，你能 解释么？ 实例2：电路短路会起火，你能解释么？ 实例3：拨打手机时间长了，手上有什么感 觉？怎么办？ 实例4：两个灯泡，亮度大的产生的热量一 定更多么？
电热的利用
1、电热器：
① 电热饮水机 ② 电熨斗 ③ 电烙铁 ④ 电烤箱 ⑤ 电热孵化器 ⑥ 电热水器
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内
产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，
电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件
是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式
时应该特别注意条件。
电流的热效应有时对我们有益，我 们利用它；有时对我们有害，需要 减少电流导致的发热，或者尽快把 发出的热散发掉。
(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例 电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等 (2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生 危害而采取的措施 电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、 电动机外壳有许多散热片
在家庭电路中，有时导线长度不够， 需要把两根连接起来，而连接处往往 比别处更容易发热，加速老化，甚至 引起火灾。这是为什么？
【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈 的电阻为2Ω ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时， 200 3800 一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J.
【例3】
一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端， 在 5 min内共产生多少热量?
解:
U I= R= Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J 36 V = 60 Ω 0.6 A
非纯电阻电路中计算电功率 只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R 所以 正确的是 （C）
图中虚线框内是一个未知电路，测得它的 两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间 加上电压U，测得流过这电路的电流为I， 则未知电路的电功率一定是( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UI
电流所产生的热 量，简称“电热” 单位：焦耳（J）
导体的电阻 单位：欧（Ω）
Q I Rt
2
通过导体的电流 单位：安（A）
通电时间 单位：秒（S）
电热与电功的关系
请比较电炉与电风扇的的工作特点
纯电阻电路： 像电炉这种只把电能转化内能的 用电器。 Q=W
纯电阻电路中焦耳定律的推导 ；
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I² Rt
当堂检测
1.电流通过导体时产生的热量跟__________成正比，跟导体 电流的平方 通电的时间 电阻 的____成正比，跟__________成正比，这个规律叫做焦耳 Q=I2Rt 定律，数字 表达式是_______. 热 2.电热器是利用电流的__效应制成的，它的主要部件是 发热体 热量 ______.电流流过电热器所做的功全部用来产生____. 3.有两根金属电阻丝，电阻分别为5Ω和15Ω，将它们串联后 接在一个电源两端，它们的电 压之比为_____，在相同的时间 1∶3 1∶3 内产生的热量之比为______； 如果将它们并联同一电源两极间 3∶1 ，通过它们的电流之比为____，在相等的 时间内产生的热量 之比为____. 3∶1
4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别 加上相同的电压，那么下列说法 中正确的是(C ) A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多 B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多 C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少 D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少 5.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在1s内产生的热 量是2J，要让该电阻(其电阻大 小恒定不变)产生8J的热量， 可采用的办法是( ) A A.使电源电压变为10V，通电时间仍为1S B.使电源电压仍为5V，通电时间变为2S 1 C.使电源电压变为20V，通电时间变为 2 S D.使电源电压变为10V，通电时间变为2S
第十六章 电功与电功率
第四节 科学探究 电流的热效应
温故知新
1、电流做功的过程，实质是 能转化 为 能。 2、电动机工作过程 能转化为 能； 蓄电池充电过程 能转化为 能； 电炉工作过程 能转化为 能； 电灯工作过程 能转化为 能；
同学们还记得我们前边学习 的电功的公式么？ 它表示什么 意义呢？
答：
根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻 越大，电功率越大。导线相互连接的位置接 触电阻比较大，因而电能转化为热的功率也 较大，造成此处比别处更容易发热，加速老 化甚至引起火灾
有三个用电器，其中一个为“220V，60W”的 电风扇，一个为“220V，60W”的白炽灯，另 一个是“220V，60W”的电热器，都在额定电 压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生 的热量是 [ C ] A.电风扇最多. B.白炽灯最多. C.电热器最多. D.都一样.
W=UIt
家庭电路中的用电器哪些是把电能转化
为内能的？
它们的共同特征是什么？
——电能转化为内能
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。 利用电流做功将电能转化为内能 的装置，统称为电热器。
电流还具有磁效应和化学效应
思考：
1、灯泡和电线串联在电路中，电流相同， 灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为 电阻不同 什么？ 2、相同的导线如果将灯泡换成大功率的 电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线， 这又是为什么？ 电流不同 3、电熨斗，它通电的时间过长，会产生 更多的热量，一不小心，就会损坏衣料。 这又是为什么？ 时间不同
非纯电阻电路： 像电风扇这种把电能主要转化为 其它形式的能，少部分电能转化 为内能的用电器。 Q<W
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）
电能全部转化为热能，电功等于电热
即
电热：Q W UIt
欧姆定律：U IR
电热：Q I 2 Rt
在非纯电阻电路中，（如电动机）
电能大部分转化为机械能， 但不可避免的一小部分转化为热能。