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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：P＝Q/t＝I2R，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(ài)迪生,想一想2．20W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Q＝I2Rt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Q＝I2Rt，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：W>Q.即有UIt>I2Rt，進(jìn)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(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1－6－1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1－6－1,【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(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P＝P熱＋P機(jī)，P機(jī)即為電動(dòng)機(jī)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(jī)＝P電－P熱＝(2.0－0.5)W＝1.5W．(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,