電流的熱效應(yīng)課件(人教選修1-1).ppt
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第六節(jié)電流的熱效應(yīng),目標(biāo)導(dǎo)航1.了解電流的熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)2了解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位,能夠用焦耳定律解決一些實(shí)際問(wèn)題.(重點(diǎn)難點(diǎn))3了解白熾燈的發(fā)光原理,一、電阻與電流的熱效應(yīng)1電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)能使導(dǎo)體的溫度升高,電能變成_2影響電流熱效應(yīng)的因素:通過(guò)研究導(dǎo)體通電時(shí)的發(fā)熱規(guī)律這一實(shí)驗(yàn)可知電流熱效應(yīng)與導(dǎo)體中的_、導(dǎo)體_、_有關(guān),內(nèi)能,電流,電阻,通電時(shí)間,3焦耳定律(1)內(nèi)容:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟_、_、_成正比(2)公式:Q_,單位:_,符號(hào):J.(3)應(yīng)用:制成各種電熱器,如電熱水器、電熨斗、電熱毯、保險(xiǎn)絲等,電流的二次方,導(dǎo)體的電阻,通電時(shí)間,I2Rt,焦耳,4熱功率:在物理學(xué)中,把電熱器在單位時(shí)間內(nèi)消耗的_叫做熱功率公式:PQ/tI2R,單位:瓦,符號(hào):W.5額定功率:額定功率是指用電器正常工作時(shí)的功率,這時(shí)加在用電器兩端的電壓叫_,通過(guò)用電器的電流叫_,電動(dòng)機(jī)、電燈泡的銘牌上都標(biāo)有它們的額定功率,電能,額定電壓,額定電流,想一想1電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)和白熾燈時(shí)的電功率和熱功率相同嗎?提示:不一定電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí),電能主要轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,只有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這時(shí)電功率大于熱功.電流通過(guò)白熾燈時(shí),電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這時(shí)電功率等于熱功率.,二、白熾燈1白熾燈的工作原理:白熾燈利用的是電流的_,使通電的金屬絲溫度升高,達(dá)到白熱,從而發(fā)光2電燈的發(fā)明:以美國(guó)發(fā)明家_為代表的一批發(fā)明家,發(fā)明和改進(jìn)了電燈,熱效應(yīng),愛迪生,想一想220W的白熾燈和100W的白熾燈正常工作時(shí)誰(shuí)的電阻大?,學(xué)案導(dǎo)引1焦耳定律是理論推導(dǎo)出來(lái)的還是實(shí)驗(yàn)定律?2焦耳定律適用于任何電路嗎?,1焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,它是經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的,它適用于任何電路中的電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算2對(duì)焦耳定律公式QI2Rt的理解在電流和電阻一定時(shí),熱量與時(shí)間成正比;在電阻和時(shí)間一定時(shí),熱量與電流的平方成正比;在電流和時(shí)間一定時(shí),熱量與電阻成正比,特別提醒:焦耳定律是計(jì)算電熱的定律,由此可以求解熱功率,而非電功率(2)只要有電阻,電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電熱,其電熱的多少都可以用焦耳定律求解,電爐通電后,電爐絲熱得發(fā)紅,而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不那么熱,這是因?yàn)?)A通過(guò)銅導(dǎo)線的電流小,所以它消耗的電能也較少B電爐絲和銅導(dǎo)線消耗的電能相同,但銅導(dǎo)線散熱快,所以就不那么熱C通過(guò)電爐絲的電流大,所以它消耗的電能較多,D銅導(dǎo)線電阻較小,所以它消耗的電能較少【審題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)從以下兩點(diǎn)思考:(1)發(fā)熱的多少取決于什么因素;(2)電爐絲和銅導(dǎo)線的決定發(fā)熱因素中相同的是什么,不同的是什么,【精講精析】電爐絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)關(guān)系,故通過(guò)電爐絲的電流與通過(guò)銅導(dǎo)線的電流大小相等,電爐絲和銅導(dǎo)線在電學(xué)性能上的差別在于:前者的電阻大,后者的電阻很小,根據(jù)電流通過(guò)電阻發(fā)熱的公式QI2Rt,在電流相同條件下,相同的時(shí)間內(nèi),電爐絲的發(fā)熱量比銅導(dǎo)線上的發(fā)熱量大得多,因此我們看到電爐通電后,電爐絲熱得發(fā)紅而與之相連的銅導(dǎo)線卻不那么熱【答案】D,變式訓(xùn)練1為了使電阻絲的熱功率減為原來(lái)的一半,可采用()A電阻不變,使電流減半B更換電阻絲,使其電阻減半,保持電流不變C更換電阻絲,使電阻和電流都減半D更換電阻絲,使其電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,電流減半,學(xué)案導(dǎo)引1電動(dòng)機(jī)和白熾燈在電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中有何不同?2電功率是熱功率嗎?,2所謂非純電阻電路,就是電路消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能,則有:WQ.即有UItI2Rt,進(jìn)而得出:UIR,所以歐姆定律不適用于非純電阻電路,3分析非純電阻電路時(shí),要特別注意從能量角度出發(fā)去分析,只有能量關(guān)系清楚了,再代入計(jì)算各能量的公式,才能解決問(wèn)題例如:電動(dòng)機(jī)電路其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為:電能(W)內(nèi)能(Q)機(jī)械能(E);電能槽電路其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為:電能(W)內(nèi)能(Q)化學(xué)能(E),特別提醒:電功等于一段電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能過(guò)程中的總能量,電熱是這段電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分,(2012北京四中高二檢測(cè))如圖161所示,燈L上標(biāo)有200W,電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有2000W,在A、B兩端加上220V電壓時(shí),燈和電動(dòng)機(jī)均正常工作,求電燈正常工作時(shí)的電阻,圖161,【思路點(diǎn)撥】解答本題的關(guān)鍵是判斷各部分是純電阻電路還是非純電阻電路【精講精析】A、B間總電流為I,A、B間總電壓U220V,A、B間消耗的總功率P200W2000W2200W由PUI,【答案】2,【規(guī)律總結(jié)】從能量守恒的角度分析,對(duì)于任何一個(gè)電路,各部分消耗功率之和等于該電路消耗的總動(dòng)率,本題應(yīng)用了該結(jié)論和串聯(lián)電路上電流相等的特點(diǎn)解答注意電動(dòng)機(jī)是非純電阻,和電燈串聯(lián)后,電壓分配和功率分配與電阻無(wú)正比關(guān)系,不能用比例法解答,變式訓(xùn)練2一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U,額定功率是P,電動(dòng)機(jī)內(nèi)電樞導(dǎo)線的電阻為R,那么它正常工作時(shí)的電流是()A等于U/RB等于P/UC大于U/RD大于P/U,電功、電熱率、電熱的綜合應(yīng)用經(jīng)典案例(10分)有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī),把它接入0.2V電壓的電路時(shí),電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A;若把電動(dòng)機(jī)接入2.0V電壓的電路中,電動(dòng)機(jī)正常工作,工作電流是1.0A,求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大?如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),轉(zhuǎn)子突然被卡住,電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大?【審題指導(dǎo)】電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí),消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,為純電阻元件,這時(shí)歐姆定律成立,電功率和熱功率相等當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)消耗的電功率PP熱P機(jī),P機(jī)即為電動(dòng)機(jī)的輸出功率,P電UI2.01.0W2.0W(2分)熱功率P熱I2R1.020.5W0.5W.(2分)由能量的轉(zhuǎn)化與守恒得輸出功率P機(jī)P電P熱(2.00.5)W1.5W(2分)如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),轉(zhuǎn)子被卡住,則電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,故其發(fā)熱功率,【答案】1.5W8W【名師點(diǎn)評(píng)】(1)含電動(dòng)機(jī)的電路是非純電阻電路,要注意區(qū)分電功率和熱功率,電功率P電IU,熱功率P熱I2R,機(jī)械功率P機(jī)P電P熱(2)注意電動(dòng)機(jī)電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,按ESC鍵退出全屏播放,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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