沪科版 九年级物理 16.4 科学探究：电流的热效应 (共23张PPT)

第四节 科学探究：电流的热效应 小明爸爸有事出门前嘱咐小明要好好写作业，不要看电视，爸爸回来时看到小明在认真写作业，电视也没开很高兴，可是一摸电视机的后盖就发现小明看过电视。你知道小明爸爸是根据什么发现小明看过电视的吗？ 1、概念：电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应 一、电流的热效应 电油炸锅 电饭煲 电熨斗 电取暖器 电烤箱 电热水器 2、电热器 3、电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。 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？ 二、电流产生的热量与哪些因素有关？ 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？ 电流I、 电阻R、 通电时间t 控制变量法 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？ 既看不见也摸不着的科学量 既看得见也能测量的科学量 转换 转换 电流产生的热量被煤油吸收，通过观察温度计示数的变化。反映电热丝产生的热量多少 转换法 为什么使用煤油而不用水？ 煤油比热容小且不导电 控制电阻R、电流I相同:研究通电时间t变化→ 对电热Q的影响 结论：同一段电阻通过电流Ｉ相同时，并且通电时间t越长电流产生热量越多。 每隔一分钟记录一下温度计的示数 控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响 结论：在电阻Ｒ和通电时间t相同时，电流Ｉ越大，电流产生热量越多。 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 控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→对电热Q的影响 结论：在电流I和通电时间t相同时，并且电阻Ｒ越大，电流产生热量越多。 使通过电阻丝的电流相等。 电阻串联目的： 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) 总结论 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。 焦耳定律的发现者 新知探究 例题、某电热器接在220V的电源上，其电阻是110Ω，则通电10min能产生多少热量？ 解：根据已知条件，由欧姆定律，得 I=U/R=220V/110Ω=2A， 将I的值带入焦耳定律的公式，得 Q=I2Rt=（2A）2×110Ω×600s=2.64×105J 答： 1、当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即： Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等纯电阻电路。 想一想：W和Q的关系 2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 　　（非纯电阻电路）W＞Q热 电能 内能+机械能 例题、某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为5 Ω，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？ W总=UIt=220V×2A×60S=26400J Q热=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60S=120J W机=W总－Q热=26400J－120J=25200J 随堂练习 电流热效应的利用 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） 　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 2、电热的防止 新知探究 * 导线上的热损耗应尽量减少。 家用导线一般用电阻率很小的铜导线。 高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗。 预计未来导线可用超导体从而避免电流在导线上的热损耗。 无用的电流热效应应尽量减少 问题: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。 $$