Transcript 电和热
第八章 电功率 第四节 电与热 一、提问： 灯泡发光一段时间后，用手触摸 灯泡，有什么感觉？ 灯泡会发热，因为电流流过灯泡 时，灯泡消耗的电能 一部分转化为 热能 电流的热效应—— 导体中有电流通过时，导体要发热 问题： 1、电炉丝通过导线接到电路中，电 炉丝热得发红，而导线却几乎不热。 2、在家里摸过做饭的电饭煲，饭都 熟了，导线也没感觉到热。为什么？ 想一想：导线与用电器怎样连接？ 导线与用电器中流过的电流相同吗？ 既然导线和用电器中流过相同 的电流，那为什么用电器发热而导 线却几乎不热呢？ 电流经过用电器时产生的热量 与什么有关？ 二、通电导体产生的热量跟哪 些因素有关？关系怎样？ • 1 电流I，电阻R，通电时间t • 2 研究方法——控制变量法 • 3 设计方案。 探究电热与电流电阻的关系 • （1）实验方法：控制 变量法 • （2）实验1：电热与电 阻的关系，控制通过电 阻的电流相同。 • 思考：如何控制通过导 体的电流相同？ • 结论：在电流、通电时 间相同时，导体的电阻 越大，产生的热量越多。 （3）实验2：电热与电流的关系，控制电阻大小 相同 思考：如何控制通过导体 的电阻相同？ • 结论：在通电时间一定 时，导体电阻相同时， 通过导体的电流越大， 产生的热量越多。 通过不同的电流时，产 生的热量也不同。 4.结论：（1） 在电流、通电时间相同 的情况下，电阻越大，电流通过导体时 产生的热量越多。 （2）在通电时间一定、电阻相同 的情况下，通过电流大时，镍铬合金丝 产生的热量多。 （3）在电阻相同、通过的电流一 定的情况下，通电时间越长，导体产生 的热量越多。 三、焦耳定律 1 焦耳定律内容： 电流通过导体产生的热量跟电 流的二次方成正比，跟导体的 电阻成正比，跟通电时间成正 比。这个规律叫做焦耳定律 (Joule law)。 2 公式：Q=I2Rt 3 单位： I—安A t—秒S R—欧Ω Q—焦J 例、一根60欧的电阻丝接在36伏 的电源上，在5分钟内共产生多少 热量？ 已知：R=60Ω U = 36V t =5min=300s 求：Q=？ U 36V 解：I=－＝ ＝0.6A R 60Ω Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s ＝6480J 答：在5分钟内共产生6480J热量 小试牛刀： 1.现有两根电阻丝R1、R2（ R1 > R2 ），小明 要用它们制成电热壶中的电热丝，要求在 电压一定时，让相同质量的水升高相同的 温度所用时间最短，下列四种设计方案中 正确的是（ ） A • A、把两根电阻丝并联起来； • B、把两根电阻丝串联起来； • C、单独用R1电阻丝； • D、单独用R2电阻丝。 2、有2A的电流通过一电阻器，在一定 时间内产生一定的热量，如果电流增 加到4A，在相同的时间内产生的热量 是前者的（C ） A、1/2倍 B、1/4倍 C、4倍 D、2倍 想想议议 • 我们知道，额定电压相同的灯 泡，额定功率越大，电阻越小， 单位时间内产生的热量越多。 可是按照焦耳定律，电阻越大， 单位时间内产生的热量越多。 二者似乎有矛盾，这是怎么回 事？ 四 电热的利用与危害 电热器的主要部分是发热体，由电阻 大 高 ___、熔点___的电阻丝组成。 电热的优点：清洁卫生，使用方便， 方便调节等 电热的危害：将导体烧坏，使绝缘老化 防止电热危害的措施： 减少产生的热量，设法散热 1、电视开的时间久了会发热，电视后 盖上有孔 2、电脑还装有风扇来散热，减少电热 的危害 五、纯电阻电路 • 1、纯电阻电路就是指电流通过的电路中的 所有的导体，电能全部转化为热能。这样 的电路叫做纯电阻电路。 • 2、电热器就是一个纯电阻电路，人们利用 它来作加热的设备： 例如：电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、 电烤炉都是电热器，这样的电路都称为纯 电阻电路。 • 3、电动机不是纯电阻电路。 • 小明家的插座由于使用次数过多，造成与插头 接触不良，使接触处电阻变大。在使用这个插 座时，小明发现插头处很热，而与插头相连的 导线却不怎么热，他的猜想是：在这种情况下， 电阻越大，电流产生的热量越多，为了验证自 己的猜想，他从实验室找来了一段阻值较大的 电阻丝R，一段阻值较小的电阻丝R，相同的 烧瓶和温度计各两个，足够多的煤油、新干电 池和导线若干，进行了实验。 • 他在两个烧瓶中装入质量和初温都相同的 煤油，按图甲和乙组成两个电路，保证通 温度计的示数 电时间相同，通过观察_______，来比较 电流产生热量的大小。 • 他发现电流通过R产生的热量多，这与他 的猜想不一致，原因是什么? 没有使通过两个电阻丝的电流相等。 • 利用以上器材，改进实验电路，可以验证 小明的猜想，请你画出改进后的电路图。