初中物理沪科版九年级全册第四节 科学探究:电流的热效应背景图课件ppt
展开1.知道电流的热效应。2.理解焦耳定律、公式及适用条件。3.会对一些家庭电热器进行简单的计算。
导线和电熨斗串联,为什么电熨斗很热而导线并不很热?说明什么?
点亮的灯泡过一会儿会烫手,说明什么?
一、电流的热效应
发现了吗,这些常见家用电器有哪些共同特点?
这些常见家用电器的共同特点:1.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。2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。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。
电流I,电阻R,通电时间t
现象一. 灯泡通电后,在刚开始通电不是很热,可过了一会就很热。
现象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太大的变化。
现象三、电饭锅在通电后必需按下加热(煮饭)按钮开关才能煮熟饭。
电流的热效应的影响因素
探究实验用什么物理方法?
控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化→对电热Q的影响
控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响
控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→ 对电热Q的影响
电流通过导体产生热量,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
让电流产生的热量被液体吸收,通过观察液体的热膨胀(观察玻璃导管内的液柱升降)来测量。
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
每隔一分钟记录一下温度计的示数
结论:对同一电阻丝,在电流大小不变的情况下,通电时间越长,煤油的温度越 ,表明电流产生的热量越 。
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:对同一电阻丝,在通电时间相同的情况下,通电电流越大,煤油的温度越 ,表明电流越大,电流产生的热量越 。
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:在通电电流大小不变,通电时间相同的情况下,电阻越大,煤油的温度越 ,表明电流越大,电流产生的热量越 。
导体的电阻越大,通过导体的电流越大,通电时间越长,导体产生的热量越多。
(中考·淮安)下列四种用电器,其中主要是利用电流热效应来工作的是( )
二、焦耳定律
历史上,英国物理学家焦耳做了大量的实验,探究电流产生的热量跟电流的大小、导体的电阻以及通电时间的关系,他于1840年最终发现:
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
焦耳(James Presctt Jule, 1818—1889),英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验,研究热和功的关系。通过大量的实验,于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
若电流做的功全部用来产生热量即Q=W
根据欧姆定律U = IR
Q = W = UIt = 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以下公式来计算热量。
非纯电阻电路:W总>Q (W总=UIt =W外+Q)
[兰州]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Q= t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
选项A没有说明控制电流一定,缺少条件,结论不正确;选项B没有说明控制电压一定,缺少条件,结论不正确;选项C中公式是焦耳定律的导出式,只能说明电热在数值上等于电流、电压、通电时间的乘积,与电阻是否有关要看定义式,故结论不正确;选项D电流、通电时间一定时,电热与电阻成正比,故结论正确。
三、电流热效应的控制(防护)
防止电热的危害 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。比如,如图所示的东西里都装有散热装置。
电热器的优点:清洁卫生,没有环境污染,热效率高, 还可以方便地控制和调节温度。缺点:浪费电能,电线老化,影响用电器使用寿命。
[中考·大连]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
电视机、导线、电脑产生的热量都是无用的,应采取散热措施减小电热带来的危害;电饭锅等电热器利用电流的热效应来产生有用的热量。
1.用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,甲比 乙的横截面积大,如图所示,将它们串联在电路中,通电一段时间 后,比较甲、乙两导体升高的温度,下列判断正确的是( ) A.甲导体的温度升高得多 B.乙导体的温度升高得多 C.甲、乙两导体升高的温度相同 D.条件不足,无法判断
B
2.有些家用电器在使用过程中,温度过高会损坏电器。下列家 用电器中要防止电热产生危害的是( ) A.电饭煲 B.电热水器 C.电熨斗 D.电视机
3.通过一根电阻丝的电流为2 A,通电1 min产生了2.64×104 J 的热量,它的电阻是( ) A.66 Ω B.6 600 Ω C.110 Ω D.220 Ω
D
C
4.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接的导线却不怎 么热,主要是因为( ) A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B.导线的绝热皮隔热 C.导线散热比电阻丝快 D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线上产生的热量很少
5.夏天来临,为了避免蚊虫的侵扰,许多家庭都会使用电热灭蚊 器,如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路,电热灭蚊器 是根据_______________原理制成的。
电流的热效应
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