六 電流的熱效應(yīng) 讀一讀 辨一辨 一 電阻和電流的熱效應(yīng)閱讀教材第19 21頁 電阻與電流的熱效應(yīng) 部分 知道什么是電流的熱效應(yīng) 影響導(dǎo)體發(fā)熱的因素 了解焦耳定律 1 什么是電流的熱效應(yīng) 答案 電流通過導(dǎo)體時(shí)能使導(dǎo)體的溫度升高 電能變成內(nèi)能 這就是電流的熱效應(yīng) 2 焦耳定律的內(nèi)容是什么 公式呢 答案 1 內(nèi)容 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方 導(dǎo)體的電阻 通電時(shí)間成正比 2 公式 Q I2Rt 3 什么是熱功率 熱功率的表達(dá)式是什么 答案 1 電熱器在單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能叫熱功率 2 表達(dá)式 P I2R 讀一讀 辨一辨 4 熱功率的單位是什么 答案 在國際單位制中 熱功率的單位是瓦特 簡稱瓦 符號(hào)是W 二 白熾燈閱讀教材第21頁 白熾燈 部分 了解白熾燈的工作原理及其對人們生活的影響 1 白熾燈的發(fā)光原理是什么 答案 利用電流的熱效應(yīng) 使通電的金屬絲溫度升高 達(dá)到白熱 從而發(fā)光 2 對電燈的發(fā)明和改進(jìn)作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家是誰 答案 美國發(fā)明家愛迪生和英國化學(xué)家斯旺 3 電燈的發(fā)明對人們生活產(chǎn)生了什么影響 答案 改變了人們?nèi)粘龆?日落而息的生活習(xí)慣 延長了人們的工作時(shí)間 使舞臺(tái)光輝奪目 城市夜景燦爛炫目等 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 通電導(dǎo)體的發(fā)熱規(guī)律是由英國物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)并總結(jié)的 解析 英國物理學(xué)家焦耳通過一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)體發(fā)熱所遵循的規(guī)律 答案 2 教材在研究電阻與電流的熱效應(yīng)關(guān)系時(shí)采用了先猜想后實(shí)驗(yàn)的研究方法 在實(shí)驗(yàn)中研究影響熱效應(yīng)的幾個(gè)因素時(shí) 應(yīng)用了控制變量法 解析 實(shí)驗(yàn)中采用了先控制其中幾個(gè)量 然后看一個(gè)量的影響 這就是控制變量法 答案 讀一讀 辨一辨 2 探究討論 1 使用電爐時(shí) 發(fā)現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅 但跟電爐絲連接的銅導(dǎo)線并不怎么熱 原因是什么 答案 電爐絲使用電阻率較高的合金制作 其電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅導(dǎo)線 導(dǎo)線與電爐絲是串聯(lián)的 電流相同 根據(jù)焦耳定律 導(dǎo)線發(fā)熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電爐絲 2 220V 40W 規(guī)格的電爐 在照明電路中正常使用100min 產(chǎn)生的熱量為多少 答案 Q Pt 40 10 60J 2 4 104J 3 家庭用電中也要節(jié)約用電 那么在家庭用電中如何做到節(jié)約用電呢 答案 家電不用時(shí)不要待機(jī) 應(yīng)徹底切斷電源 換用節(jié)能燈等 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究一焦耳定律的理解和應(yīng)用 1 初中我們學(xué)過電功 電流I通過某段電路 如果電路兩端的電壓為U 通電時(shí)間為t 則這段時(shí)間內(nèi)的電功是多少 2 我們家庭中通常用如圖所示的電能表來量度家中每月的用電量 其單位通常用 度 或 千瓦時(shí) 表示 已知1度 1千瓦時(shí) 則1度電相當(dāng)于多少焦耳的電能 要點(diǎn)提示 1 UIt 2 1度 1千瓦時(shí) 1 103W 3600s 3 6 106J 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 1 焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律 給出一個(gè)電阻或一個(gè)電器 無論是并聯(lián)還是串聯(lián) 無論是純電阻電路還是非純電阻電路 如電動(dòng)機(jī)線圈 產(chǎn)生的熱量都滿足Q I2Rt 2 如果是純電阻電路 白熾燈 電爐 電熨斗等 由I 可得Q t和Q UIt 如果是非純電阻電路 則Q UIt 溫馨提示對于含有電動(dòng)機(jī)的電路 不能簡單地理解成它一定是一個(gè)非純電阻電路 要從純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化的區(qū)別上加以區(qū)分 直流電動(dòng)機(jī)兩端加上電壓以后 若電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 則沒有電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 此時(shí)損失的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 這時(shí)的電路就是純電阻電路 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 例題1 兩電阻R1 R2 阻值R1 R2 接入同一電路經(jīng)過相同時(shí)間 有關(guān)二者發(fā)熱量 以下說法正確的是 A 二者串聯(lián)則R1發(fā)熱量更多 二者并聯(lián)則R2發(fā)熱量更多B 二者串聯(lián)則R2發(fā)熱量更多 二者并聯(lián)則R1發(fā)熱量更多C 無論串 并聯(lián) 都是R1發(fā)熱量多D 無論串 并聯(lián) 都是R2發(fā)熱量多解析 串聯(lián)時(shí)電流相等 依據(jù)Q I2Rt知 R1發(fā)熱量更大 并聯(lián)時(shí)電壓相等 依據(jù)Q 知 R2發(fā)熱量更大 故選A 答案 A歸納總結(jié)解決這類問題的關(guān)鍵是先明確不變的量是電流不變還是電壓不變 再確定判斷依據(jù)的公式 電流不變用Q I2Rt 電壓不變用Q 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1導(dǎo)學(xué)號(hào)66824017 多選 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻與一只電爐的電阻相同 通過相同的電流 在相同時(shí)間內(nèi) A 電爐放的熱與電動(dòng)機(jī)放的熱相等B 電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C 電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D 電動(dòng)機(jī)消耗的電能大于電爐的電能解析 本題考查對純電阻電路與非純電阻電路的理解 由于電爐與電動(dòng)機(jī)的線圈電阻相等 電流也相等 由Q I2Rt得 相同的時(shí)間內(nèi)放熱相等 選項(xiàng)A正確 電爐屬于純電阻 電動(dòng)機(jī)屬于非純電阻 電動(dòng)機(jī)消耗的電能有一部分要對外做功 所以電動(dòng)機(jī)消耗的電能大于電爐的電能 D正確 對于電爐有U IR 對于電動(dòng)機(jī)有U IR B正確 C錯(cuò)誤 故選A B D 答案 ABD 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二電功率與熱功率的關(guān)系電動(dòng)機(jī)和白熾燈正常使用時(shí)在電能的轉(zhuǎn)化上有何不同 電功率就是熱功率嗎 要點(diǎn)提示電動(dòng)機(jī) 如電風(fēng)扇 正常使用時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 這種電路又叫非純電阻電路 而白熾燈在正常使用時(shí)可以認(rèn)為把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 這種電路稱為純電阻電路 由此可見 電功率與熱功率是兩個(gè)完全不同的概念 只有在純電阻電路中兩者才相等 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 多選 不考慮溫度對電阻的影響 一個(gè) 220V 100W 的燈泡 下列說法正確的是 A 接在110V的線路上的功率為50WB 接在110V的線路上的功率為25WC 接在440V的線路上的功率為400WD 接在55V的線路上的功率為6 25W解析 不考慮溫度對電阻的影響 電燈的電阻為定值 由P 將110V和55V分別代入求得實(shí)際功率分別為25W和6 25W 而當(dāng)燈兩端電壓為440V時(shí) 已超過額定電壓 燈將被燒壞 答案 BD 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2導(dǎo)學(xué)號(hào)66824018為了使電爐消耗的電功率減小到原來的一半 應(yīng)采取下列哪些措施 A 保持電阻不變 使電流減半B 保持電阻不變 使電壓減半C 保持電爐兩端電壓不變 使其電阻減半D 使電壓和電阻各減半 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 答案 D 12345 1 物理學(xué)史的考查 通電導(dǎo)體發(fā)熱的規(guī)律是由下列哪位物理學(xué)家總結(jié)的 A 歐姆B 焦耳C 安培D 法拉第解析 根據(jù)物理學(xué)史知 焦耳總結(jié)了通電導(dǎo)體發(fā)熱的規(guī)律 即焦耳定律 答案 B 12345 2 電流的熱效應(yīng) 隨著我國人民生活水平的不斷提高 家庭中使用的電器越來越多 下列電器中主要利用電流的熱效應(yīng)工作的是 A 電風(fēng)扇B 電視機(jī)C 洗衣機(jī)D 電飯煲解析 電風(fēng)扇 洗衣機(jī)主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 電視機(jī)主要是將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能 電飯煲主要是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 故選項(xiàng)D正確 答案 D 12345 3 公式Q I2Rt的應(yīng)用 通過電阻R的電流強(qiáng)度為I時(shí) 在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q 若電阻為2R 電流強(qiáng)度為 則在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 答案 C 12345 4 多選 純電阻電路和非純電阻電路的理解 下列關(guān)于電功 電功率和焦耳定律的說法正確的是 A 電功率越大 電流做功越快 電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B W UIt適用于任何電路 而W I2Rt t只適用于純電阻的電路C 在非純電阻的電路中 UI I2RD 焦耳熱Q I2Rt適用于任何電路 12345 路中 電流所做的功 焦耳熱 其他形式的能 所以W Q 即UI I2R C正確 Q I2Rt是焦耳熱的定義式 適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱 D正確 答案 BCD 12345 5 焦耳定律的應(yīng)用 一根60 的電阻絲接在36V的電源上 在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量 答案 6480J