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电流的热效应动画课件(新编)ppt

发布时间:2013-10-21 11:32:46  

16.4 电流的热效应
请大家把课本翻到129 页

感受生活

电流的热效应
电流流过导体时,导体就要 发热,这种现象叫做 电流 的热效应。 思考? 产生的热量与哪些因素有 关呢?

……

科学探究的过程 提出问题 合理猜测
电流通过电热器所产生的热量多少与哪 些因素有关?

猜想依据

制定计划 实验验证
得出结论

交流讨论

合理猜测

why ?

烫手

不烫手

合理猜测

why ?

着火了!

合理猜测

跟电阻 有关
不烫 手

烫 手

跟电流 有关
返回

跟时间有关

制定计划
演示实验

实验目的 实验原理

探究电流的热效应跟哪些因素有关 研究电流通过导体产生的热量跟哪些 因素有关 当电流通过电阻丝时,电流产生的热量就 使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀,瓶 塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电 流产生的热量越多,液面就会上升得越高. 我们可以通过管中液面上升的高度比较电 流产生的热量.

实验方法

控制变量法
物理学中对于多变量问题,通常使其它量 相同,并改变其中一个量的大小,从而使 问题得到简化。我们称此方法为控制变量 法

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实验验证

探究一:产热多少与电阻大小的关系

R2

R1
结论:

电阻丝

演示
的电阻产生的热量多。 R1 ? R2

在电流、通电时间相同时,阻值



实验验证

探究二:产热多少与通电时间的关系

R
电阻丝

在电流、电阻相同时,通电时间 结论: 生的热量多。

R

演示



的产

实验验证

探究三:产热多少与电流大小的关系

R

'

R
电阻丝

演示
的产生的热量多。 返回

R
结论:

在通电时间、电阻相同时,电流





实验分析

1
2

在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大, 电流产生的热量越多. 在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长, 电流产生的热量越多.

3

在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流 产生的热量越多.

进一步的研究表明产生的热量与电流的平方 成正比.

得出结论
英国物理学家焦耳做了大量的实验,于1840年最先精确地 确定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.
1.内容: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.

2.公式:

Q = I2Rt

3.单位:I-安,R-欧,t-秒,Q-焦. 注意:热量跟电流的平方成正比,若通过一个用电器 的电流增加到3倍时,它产生的热量增大到 9 倍

得出结论
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W 又∵W = UIt 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Q =W =

UIt = Pt = U2/R t来计算热量.

注意:
纯电阻电路:W总=Q放=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt 非纯电阻电路:W总>Q (W总=UIt =W外+Q)

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交流讨论
前面两个现象的解释 1
第一个为什么 灯泡和导线是串联,灯 泡的电阻大比导线的电阻大

烫 手

不烫 手

2

第二个为什么 干线电流等于各个支路 的电流值和

例题

例1:流过一根10欧姆的电阻丝的电流为 2安培,问这根电阻丝在30秒内产热多少?
解题格式:
已知: 电阻R=10?,电流I=2A,时间t=30s 求: 解: 电热Q 由焦耳定律: Q=I2Rt=22*10*30=1200(J)

答: 这根电阻丝共产热1200J。

例题

例2:一根50欧姆的电阻丝工作了10秒钟后 产生1.8*104焦耳的热量,问流过这根电阻 丝的电流是多少?
解题格式:
4 已知: 电阻R=50?,热量Q=1.8*10 J,时间t=10s

求:
解:

电流I 由焦耳定律: Q=I2Rt 所以:I=(Q/Rt)1/2 =(1.8*104/(50*10))1/2 =6(A)

答: 这根电阻流过的电流为6安培。

练习
热 焦耳定律是反映电流的 即电 能转化为内 的规律。
效应的规律,

一电炉的电阻是100 ? ,通电时间10秒钟产生的热量为 4×105J,通过这个电炉的电流是 20 A 电流通过电风扇做功时, 电 能转化为 内 能 和 机械能,如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的 机械能一定小于3.6×106J

焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻 斯特,他的父亲是一个酿酒厂主.焦耳自幼 跟随父亲参加酿酒劳动,没有受过正规的教 育。青年时期,在别人的介绍下,焦耳认识 了著名的化学家道尔顿.道尔顿给予了焦耳 热情的教导.焦耳向他虚心的学习了数学、 哲学和化学,这些知识为焦耳后来的研究奠 定了理论基础.1840年,焦耳把环形线圈放 入装水的试管内,测量不同电流强度和电阻 时的水温.通过这一实验,他发现:导体在一定时间内放出 的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比.四年之 后,俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果,从而进一 步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性.因此,该定 律称为焦耳—楞次定律.焦耳活到了七十一岁.1889年10月 11日,焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳,把功和能的 单位定为焦耳. back


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