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2020-2021学年四 电流的热效应评课ppt课件
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这是一份2020-2021学年四 电流的热效应评课ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了电流的热效应，密闭等量空气，实验结论，焦耳定律，纯电阻电路，电能W，内能Q，机械能E，扇叶转动，非纯电阻电路等内容，欢迎下载使用。
课前两分钟：观察与思考
给电热水壶通电可以给水加热；给电烤箱通电可以把食物烤熟；计算机主机长时间工作后外壳会发热。 这些热量是从哪里来的？
生活中，许多电流接通电源后，都伴随热现象产生，这些热量是从哪里来的？
思考：电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
问题：电流通过导体时产生的热量多少跟什么因素有关?
猜想：与电阻、电流、时间有关
1．当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？
2．用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
液体吸热，观察升高的温度；
气体(或液体)受热膨胀，观察膨胀的多少
U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化
条件：容器相同，I 相同，t 相同
结论：I 和 t 相同时，R 越大，Q 越多。
现象：B 中液面上升多
结论：R 和 t 相同时，I 越大，Q 越多。
现象：D 中液面上升多
条件：容器相同，R 相同，t 相同
在电流大小和通电时间相同的条件下，容器内电热丝的阻值越大，液体温度升高得越________;
在电热丝阻值和通电时间相同的条件下，通过容器内电热丝的电流越大，液体温度升高得越________;
在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，容器内的液体温度升高得越________。
实验表明：导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流的热效应就越显著。
英国物理学家焦耳做了大量实验后，最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。
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
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2．当消耗的电能主要转化为电机的机械能：
1.某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？
解:Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J.
2.一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？
解:Q=W=Pt=450W×1×60s=2.7×104J.
3.某电动机上标有“220 V，2 A”它的线圈电阻为5 Ω，当它正常工作 1 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？
解：消耗的电能：W总=UIt=220 V×2 A×60 s=26400 J
线圈中产生的热量：Q=I2Rt=(2 A)2×5 Ω×60 s=1200J
得到的机械能：W机=W总-Q=26400 J-120 J=25200 J
4.电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。
5.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?
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。
电热器都是利用电流的热效应工作的。
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。
表述：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
Q = I2Rt 的推导公式的应用
1.下列用电器属于利用电流热效应工作的是（ ） A. 电饭锅 B. 电风扇 C. 计算机 D.电视机
2.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
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?
= (0.6A)2×60W×300s
已知电阻R、电压U、时间t，求产生的热量Q；求热量则利用公式Q = I2Rt ，而I未知，则先利用I = 求I
1．现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是 （ ）A．甲放热多 B．乙放热多 C．同样多 D．无法判断2．将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W“ 的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最大的是 （ ） A．电烙铁 B．充电器 C．电风扇 D．一样多
3．一只电烙铁的额定电压是 220 V，在额定电压下工作时的电阻是 1210 Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10 min 产生多少热量？
因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
课前两分钟：观察与思考
给电热水壶通电可以给水加热；给电烤箱通电可以把食物烤熟；计算机主机长时间工作后外壳会发热。 这些热量是从哪里来的？
生活中，许多电流接通电源后，都伴随热现象产生，这些热量是从哪里来的？
思考：电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
问题：电流通过导体时产生的热量多少跟什么因素有关?
猜想：与电阻、电流、时间有关
1．当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？
2．用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
液体吸热，观察升高的温度；
气体(或液体)受热膨胀，观察膨胀的多少
U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化
条件：容器相同，I 相同，t 相同
结论：I 和 t 相同时，R 越大，Q 越多。
现象：B 中液面上升多
结论：R 和 t 相同时，I 越大，Q 越多。
现象：D 中液面上升多
条件：容器相同，R 相同，t 相同
在电流大小和通电时间相同的条件下，容器内电热丝的阻值越大，液体温度升高得越________;
在电热丝阻值和通电时间相同的条件下，通过容器内电热丝的电流越大，液体温度升高得越________;
在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，容器内的液体温度升高得越________。
实验表明：导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流的热效应就越显著。
英国物理学家焦耳做了大量实验后，最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。
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
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2．当消耗的电能主要转化为电机的机械能：
1.某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？
解:Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J.
2.一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？
解:Q=W=Pt=450W×1×60s=2.7×104J.
3.某电动机上标有“220 V，2 A”它的线圈电阻为5 Ω，当它正常工作 1 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？
解：消耗的电能：W总=UIt=220 V×2 A×60 s=26400 J
线圈中产生的热量：Q=I2Rt=(2 A)2×5 Ω×60 s=1200J
得到的机械能：W机=W总-Q=26400 J-120 J=25200 J
4.电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。
5.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?
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。
电热器都是利用电流的热效应工作的。
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。
表述：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
Q = I2Rt 的推导公式的应用
1.下列用电器属于利用电流热效应工作的是（ ） A. 电饭锅 B. 电风扇 C. 计算机 D.电视机
2.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
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?
= (0.6A)2×60W×300s
已知电阻R、电压U、时间t，求产生的热量Q；求热量则利用公式Q = I2Rt ，而I未知，则先利用I = 求I
1．现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是 （ ）A．甲放热多 B．乙放热多 C．同样多 D．无法判断2．将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W“ 的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最大的是 （ ） A．电烙铁 B．充电器 C．电风扇 D．一样多
3．一只电烙铁的额定电压是 220 V，在额定电压下工作时的电阻是 1210 Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10 min 产生多少热量？
因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
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