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    北师大版四 电流的热效应示范课课件ppt

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    这是一份北师大版四 电流的热效应示范课课件ppt,文件包含四电流的热效应pptx、4四电流的热效应doc、184探究影响导体产生热量的因素mp4等3份课件配套教学资源,其中PPT共27页, 欢迎下载使用。

    台灯工作一段时间后灯泡会发烫;给电热水壶通电可以给水加热;给电烤箱通电可以把食物烤熟,这些热量是从哪里来的?
    电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?
    刚刚发光的灯泡并不热,过一会儿就会烫手,这是为什么?
    问题:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
    猜想:与电阻、电流、时间有关
    当一个物理量被猜测与多个因素有关,应用什么方法去研究?
    用什么方法去观察那些不可见的物理量?
    电流的热效应与哪些因素有关
    实验1:研究电热与电阻关系
    条件:容器相同,I相同,t相同
    结论:I和t相同时,R越大,Q越多。
    实验2:研究电热与电流关系
    结论:R和t相同时,I越大,Q越多。
    条件:容器相同,R相同,t相同
    实验表明:导体的电阻越大,通过导体的电流越大,通电时间越长,电流的热效应就越显著。
    补充说明:电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热,没有同时转化为其他形式的能量,那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即:
    焦耳(James Presctt Jule,1818-1889),英国物理学家。用近40年的时间做了400多次实验,研究热和功的关系。通过大量的实验,精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
    电线和电炉串联,通过它们的电流是一样的,而电炉的电阻比电线的电阻大的多,根据焦耳定律Q=I²Rt可知,在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大,因此电炉热而电线却不热。
    一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V 的电源两端,在 5 min内共产生多少热量?
    = (0.6A)2×60Ω×300s
    答:在5min内共产生热量6480J。
    额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时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?
    前者说电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多,前提条件是电压相同;而后者说,电阻越大,单位时间内产生的热量越多,前提条件是电流相同,两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
    电流热效应的应用及危害防止
    电热器都是利用电流的热效应工作的。
    用电器工作时,都不可避免地发热。这是电流热效应的表现,它既会浪费能源,又会由于升温使用电器有被烧毁的危险,因此很多用电器采用设置散热孔、散热片或在发热部位安装风扇等方法散热。
    2.电流热效应危害的防止
    拓展:电能和电热的关系
    消耗的电能全部转化为内能
    消耗的电能一部分转化为内能
    某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5Ω,当它正常工作1分钟后,消耗的电能为多少?线圈中产生的热量为多少?如没有其他能量的损失,则得到多少的机械能?
    解:消耗的电能:W总=UIt=220V×2A×60s=26400J
    线圈中产生的热量:Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60s=1200J
    得到的机械能:W机=W总-Q=26400J-1200J=25200J
    表述:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
    公式: Q = I2Rt 
    Q = I2Rt 的推导公式的应用
    与电流、电阻、时间有关
    1.将一台“220V 100W”的电风扇,一个”220V 100W“ 的充电器,一把“220V 100W ”的电烙铁分别接在220V的电源上,在相同时间内,电流通过他们时产生热量最多的是 ( )A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇 D.一样多
    2.现有甲、乙两个电炉子,已知电炉电阻R1>R2,分别接入电源电压220V的电路中,相同时间内,它们发热情况是 ( )A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断
    3.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是121Ω,它的额定功率有多大?在额定电压下通电10 min产生多少热量?
    因为电烙铁消耗的电能全部用来发热,所以
    Q=W=Pt=400W×10×60s=240000J
    答:它的额定功率为400W,在额定电压下10min产生热量240000J。
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