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第六節(jié)電流的熱效應,目標導航1.了解電流的熱效應跟哪些因素有關．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際問題.(重點＋難點)3．了解白熾燈的發(fā)光原理．,一、電阻與電流的熱效應1．電流的熱效應：電流通過導體時能使導體的溫度升高，電能變成________．2．影響電流熱效應的因素：通過研究導體通電時的發(fā)熱規(guī)律這一實驗可知電流熱效應與導體中的_____、導體____、________有關．,內(nèi)能,電流,電阻,通電時間,3．焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟_____________、____________、_________成正比．(2)公式：Q＝____，單位：_____，符號：J.(3)應用：制成各種電熱器，如電熱水器、電熨斗、電熱毯、保險絲等．,電流的二次方,導體的電阻,通電時間,I2Rt,焦耳,4．熱功率：在物理學中，把電熱器在單位時間內(nèi)消耗的________叫做熱功率．公式：P＝Q/t＝I2R，單位：瓦，符號：W.5．額定功率：額定功率是指用電器正常工作時的功率，這時加在用電器兩端的電壓叫________,通過用電器的電流叫__________，電動機、電燈泡的銘牌上都標有它們的額定功率．,電能,額定電壓,額定電流,想一想1．電流通過電動機和白熾燈時的電功率和熱功率相同嗎？提示：不一定．電流通過電動機時，電能主要轉(zhuǎn)化成機械能，只有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這時電功率大于熱功.電流通過白熾燈時,電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這時電功率等于熱功率.,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，達到白熱，從而發(fā)光．2．電燈的發(fā)明：以美國發(fā)明家_________為代表的一批發(fā)明家，發(fā)明和改進了電燈．,熱效應,愛迪生,想一想2．20W的白熾燈和100W的白熾燈正常工作時誰的電阻大？,學案導引1．焦耳定律是理論推導出來的還是實驗定律？2．焦耳定律適用于任何電路嗎？,1．焦耳定律是一個實驗定律，它是經(jīng)過大量實驗總結(jié)出來的，它適用于任何電路中的電流產(chǎn)生熱量的計算．2．對焦耳定律公式Q＝I2Rt的理解．在電流和電阻一定時，熱量與時間成正比；在電阻和時間一定時，熱量與電流的平方成正比；在電流和時間一定時，熱量與電阻成正比．,,特別提醒：焦耳定律是計算電熱的定律，由此可以求解熱功率，而非電功率．(2)只要有電阻，電流通過導體時就會產(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線卻不那么熱,這是因為()A．通過銅導線的電流小，所以它消耗的電能也較少B．電爐絲和銅導線消耗的電能相同，但銅導線散熱快，所以就不那么熱C．通過電爐絲的電流大，所以它消耗的電能較多,D．銅導線電阻較小，所以它消耗的電能較少【審題指導】解答本題應從以下兩點思考:(1)發(fā)熱的多少取決于什么因素；(2)電爐絲和銅導線的決定發(fā)熱因素中相同的是什么，不同的是什么．,【精講精析】電爐絲和銅導線是串聯(lián)關系,故通過電爐絲的電流與通過銅導線的電流大小相等，電爐絲和銅導線在電學性能上的差別在于：前者的電阻大，后者的電阻很小，根據(jù)電流通過電阻發(fā)熱的公式Q＝I2Rt，在電流相同條件下，相同的時間內(nèi)，電爐絲的發(fā)熱量比銅導線上的發(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線卻不那么熱．【答案】D,變式訓練1．為了使電阻絲的熱功率減為原來的一半,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)樵瓉淼?倍，電流減半,,學案導引1．電動機和白熾燈在電能的轉(zhuǎn)化過程中有何不同？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：W>Q.即有UIt>I2Rt，進而得出：U>IR，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，要特別注意從能量角度出發(fā)去分析，只有能量關系清楚了，再代入計算各能量的公式，才能解決問題．例如：電動機電路其能量轉(zhuǎn)化關系為：電能(W)＝內(nèi)能(Q)＋機械能(E)；電能槽電路其能量轉(zhuǎn)化關系為：電能(W)＝內(nèi)能(Q)＋化學能(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)如圖1－6－1所示，燈L上標有200W，電動機上標有2000W，在A、B兩端加上220V電壓時，燈和電動機均正常工作，求電燈正常工作時的電阻．,圖1－6－1,【思路點撥】解答本題的關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U＝220V，A、B間消耗的總功率P＝200W＋2000W＝2200W由P＝UI,【答案】2Ω,【規(guī)律總結(jié)】從能量守恒的角度分析，對于任何一個電路，各部分消耗功率之和等于該電路消耗的總動率，本題應用了該結(jié)論和串聯(lián)電路上電流相等的特點解答．注意電動機是非純電阻，和電燈串聯(lián)后，電壓分配和功率分配與電阻無正比關系，不能用比例法解答．,變式訓練2．一臺直流電動機的額定電壓為U，額定功率是P，電動機內(nèi)電樞導線的電阻為R，那么它正常工作時的電流是()A．等于U/RB．等于P/UC．大于U/RD．大于P/U,,電功、電熱率、電熱的綜合應用[經(jīng)典案例](10分)有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是0.4A；若把電動機接入2.0V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1.0A．,求電動機正常工作時的輸出功率多大？如果在電動機正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動機的發(fā)熱功率是多大？【審題指導】電動機轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，為純電阻元件，這時歐姆定律成立，電功率和熱功率相等．當電動機轉(zhuǎn)動時，電動機消耗的電功率P＝P熱＋P機，P機即為電動機的輸出功率．,,P電＝U′I′＝2.01.0W＝2.0W(2分)熱功率P熱＝I′2R＝1.020.5W＝0.5W.(2分)由能量的轉(zhuǎn)化與守恒得輸出功率P機＝P電－P熱＝(2.0－0.5)W＝1.5W．(2分)如果電動機正常工作時，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【名師點評】(1)含電動機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，機械功率P機＝P電－P熱．(2)注意電動機電路中的能量轉(zhuǎn)化關系．,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,按ESC鍵退出全屏播放,