初中物理滬科版九年級(jí)全冊第四節(jié) 科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)完美版ppt課件

這是一份初中物理滬科版九年級(jí)全冊第四節(jié) 科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)完美版ppt課件，共31頁。PPT課件主要包含了情景引入觀察，情景引入思考，什么是電流的熱效應(yīng)，電流的熱效應(yīng)，①電功與電熱的區(qū)別，②電功與電熱的聯(lián)系，電能內(nèi)能，QI2Rt，6480J，電熱的利用和防止等內(nèi)容，歡迎下載使用。
①導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？
②點(diǎn)亮的白熾燈泡過一會(huì)兒會(huì)燙手，說明什么？
生活中，許多電流接通電源后，都伴隨熱現(xiàn)象產(chǎn)生，這些熱量是從哪里來的？
思考：電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?
問題：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?
猜想：與電阻、電流、時(shí)間有關(guān)
1．當(dāng)一個(gè)物理量被猜測與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用什么方法去研究？
2．用什么方法和器材去觀察那些不可見的物理量？
液體吸熱，觀察升高的溫度； ?
氣體(或液體)受熱膨脹，觀察膨脹的多少
實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系
條件：容器相同，I 相同，t 相同
結(jié)論：I 和 t 相同時(shí)，R 越大，Q 越多。
現(xiàn)象：B 中液面上升多
實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系
結(jié)論：R 和 t 相同時(shí)，I 越大，Q 越多。
現(xiàn)象：D 中液面上升多
條件：容器相同，R 相同，t 相同
焦耳（James Presctt Jule，1818—1889），英國物理學(xué)家。用近 40 年的時(shí)間做了 400 多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)驗(yàn)，于 1840 年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。
電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系
電功是指電流通過一段電路所做的功，它的大小表示電路消耗電能的多少，也表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
電熱是指電流通過一段電路做功時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分。
兩者表示的意義不同，是兩個(gè)不同的概念。
Ⅰ. 純電阻電路
上述公式適用于純電阻電路.
該類電路中，電流通過用電器時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量就等于消耗的電能，即 。
Ⅱ. 非純電阻電路
例如：當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能，有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能發(fā)熱。
W總＝UIt =W機(jī)械能＋Q熱量
在該類電路中，當(dāng)電流通過用電器時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ，即電能大于內(nèi)能。
① 在純電阻電路，電流所做的功只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電路消耗的電能和生成的內(nèi)能在數(shù)值上是相等的，即W=Q，如電爐、電熱器、電熨斗等.② 在非純電阻電路中，如含有電動(dòng)機(jī)等，電流做的功一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過線圈電阻R的電流仍使線圈發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt，但此時(shí)Q≠W，而是Q＜W，即 電功=內(nèi)能+機(jī)械能 W=Q+W機(jī)械能
總結(jié)：電功與電熱的聯(lián)系
純電阻電路 Q=W
電功、電功率、焦耳定律計(jì)算公式及其適用范圍
1、電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?
電線和電爐串聯(lián)，通過它們的電流是一樣的，而電爐的電阻比電線的電阻大的多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過電爐產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線卻不熱。
2、一根 60 Ω 的電阻絲接在 36 V 的電源兩端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?
= (0.6A)2×60W×300s
已知電阻R、電壓U、時(shí)間t，求產(chǎn)生的熱量Q；求熱量則利用公式Q = I2Rt ，而I未知，則先利用I = 求I
3、額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?
前者說電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。
電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的。
很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。
知識(shí)拓展：電能和電熱的關(guān)系
消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
UIt = I2Rt + E
某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220 V，2 A”它的線圈電阻為5 ?，當(dāng)它正常工作 1 分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？
解：消耗的電能：W總=UIt=220 V×2 A×60 s=26400 J
線圈中產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(2 A)2×5 ?×60 s=1200 J
得到的機(jī)械能：W機(jī)=W總-Q=26400 J-1200 J=25200 J
1. 如圖所示是探究“影響電流熱效應(yīng)因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，將R1、R2兩電阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內(nèi)，且R1＞R2，瓶內(nèi)裝入等質(zhì)量的煤油，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）A．燒瓶內(nèi)選用比熱容較小的液體，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯B．實(shí)驗(yàn)中通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少C．該裝置可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系D．若要比較水和煤油的比熱容大小，只需將一個(gè)燒瓶內(nèi)的煤油換成等質(zhì)量的水
2. 若電視機(jī)、電烙鐵和電風(fēng)扇上都標(biāo)有“220V，60W”的字樣，它們都在額定電壓下工作相同的時(shí)間，則三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量是（　?。〢．電烙鐵最多 B．電視機(jī)最多C．電風(fēng)扇最多 D．一樣多
3. 下列情況中，屬于防止電熱危害的是（　?。〢．用電熨斗熨燙衣服 B．用電飯鍋煮飯C．冬天用電暖氣取暖 D．電腦機(jī)箱內(nèi)有小風(fēng)扇
4. 電爐中電阻絲通電一段時(shí)間后變得很燙，而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是因?yàn)椋ā　。〢．導(dǎo)線的絕緣皮隔熱B．通過導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流C．導(dǎo)線散熱比電阻絲快D．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻，導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量很少
5. 如圖所示為探究“焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。將容器中的電阻絲R1、R2串聯(lián)在電路中，且R1