人教版 (新课标)选修1六、电流的热效应优质学案设计

这是一份人教版 (新课标)选修1六、电流的热效应优质学案设计，共6页。学案主要包含了电流的热效应等内容，欢迎下载使用。







eq \([先填空])


1．焦耳定律


(1)电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．


(2)公式：Q＝I2Rt.


(3)单位：焦耳，符号：J.


2．热功率：把电热器单位时间内消耗的电能叫做热功率．


P＝eq \f(Q,t)＝I2R，单位：瓦，符号：W.


3．额定功率是指用电器正常工作时的功率，这时加在用电器两端的电压叫额定电压，通过用电器的电流叫额定电流．


4．能量转化


(1)电流通过电动机时，电能主要转化成机械能，只有一部分转化成内能，这时电功率大于热功率．


(2)电流通过白炽灯泡时，电能全部转化成内能，这时电功率等于热功率．


eq \([再判断])


1．电流通过导体时产生热量叫电流的热效应．(√)


2．电热器的电阻越大，热功率一定越大．(×)


3．电流通过电风扇时，电能全部转化为机械能．(×)


eq \([后思考])


1．电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关？


【提示】 电流通过电阻时产生的热量与电流的大小、电阻的大小及通电时间有关．


2．安装在电路中的保险丝是根据什么原理设计的？它的作用是什么？


【提示】 保险丝是根据电流的热效应制成的，当电路中电流过大时，因发热太多而熔化，从而使电路断开．





1．电热的探究


(1)思路：控制变量法．


(2)可能因素：电流、电阻、通电时间．


(3)方法


①电流、通电时间相同，探究电热与不同电阻的关系．


②电阻、时间相同，通入不同的电流，探究电热与电流的关系．


③电流、电阻相同，通电时间不同，探究电热与通电时间的关系．


2．对焦耳定律的理解


(1)焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出来的，不能认为是用电学公式推导出来的，它适用于所有电路中的发热计算．


(2)焦耳定律公式的理解：在电流和电阻相同时，热量与时间成正比；在电阻和时间相同时热量与电流的平方成正比；在电流和时间相同时热量与电阻成正比．如串联的两个用电器由于电流是相等的，在时间相等的情况下，谁的电阻大谁发热多，不是电阻大的阻碍作用大而发热少．





1．为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应采取下列哪些措施( )


【导学号：46852014】


A．保持电阻不变，使电流减半


B．保持电阻不变，使电压减半


C．保持电炉两端电压不变，使其电阻减半


D．使电压和电阻各减半


【解析】 电阻一定时，使电流减半，由P＝I2R知，电功率减为原来的1/4，可见A项错；同理，使电压减半，由P＝eq \f(U2,R)知，电功率也为原来的1/4，故B项错；当电压不变，电阻减半时，由P＝eq \f(U2,R)知，电功率变为原来的2倍，可见C项错；由P＝eq \f(U2,R)知，当U和R各减半时，电功率变为原来的1/2，可见D项正确．


【答案】 D


2．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为( )


【导学号：46852015】


A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少


B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热


C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多


D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少


【解析】 电炉丝和铜导线是串联关系，故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等，电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于：前者的电阻大，后者的电阻很小，根据电流通过电阻发热的公式Q＝I2Rt，在电流相同条件下，相同的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多．因此我们看到电炉通电后，电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热．


【答案】 D


3．两导体的电阻之比R1∶R2＝1∶2，通过的电流之比I1∶I2＝2∶1，则它们的热功率之比为多少？


【导学号：46852016】


【解析】 根据P＝I2R得，


eq \f(P1,P2)＝eq \f(I\\al(2,1)R1,I\\al(2,2)R2)＝eq \f(4,1)×eq \f(1,2)＝2∶1.


【答案】 2∶1





1．铜线和电炉丝因串联而电流相等、通电时间相等．


2．电炉丝的电阻远大于铜导线的电阻．








eq \([先填空])


1．白炽灯的工作原理


利用电流的热效应，使通电的金属丝温度升高，达到白热，从而发光．


2．内部环境


为了避免高温下金属丝迅速氧化折断，灯泡要抽成真空或充入惰性气体．


eq \([再判断])


1．日光灯是白炽灯．(×)


2．白炽灯泡的电功率越大，灯丝越粗．(√)


eq \([后思考])


1．白炽灯的发光效率为什么比较低？


【提示】 白炽灯发光时，大部分能量以热量的形式散发出去，只有少部分以可见光辐射，所以效率低．


2．正常工作的电动机是否只是发热？


【提示】 不是．正常工作的电动机消耗的电能大部分转化为机械能，小部分转化为内能．





1．在纯电阻电路中，如由白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W＝Q，即IUt＝I2Rt.显然U＝IR，则计算电功或电热时，可采用公式W＝Q＝IUt＝eq \f(U2t,R)＝I2Rt＝Pt中的任一形式进行计算．


2．在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W>Q，即IUt>I2Rt.显然U>IR.因此在这种情况下，电功W只能用公式W＝IUt进行计算，电热Q只能用公式Q＝I2Rt进行计算．





4．(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内( )


【导学号：46852017】


A．电炉放热和电动机放热相等


B．电炉两端电压大于电动机两端电压


C．电炉两端电压等于电动机两端电压


D．电动机消耗的功率大于电炉的功率


【解析】 由于电炉与电动机电阻相等，电流也相等，由Q＝I2Rt得，相同时间内放热相等，A项正确；由于电动机消耗的电能有一部分要对外做功，所以电动机消耗的功率大于电炉的功率，由P机＝U机I，P炉＝U炉I知，U机I＞U炉I，所以电动机两端的电压大于电炉两端的电压，因此B、C项错，D项正确．


【答案】 AD


5．一台直流电动机的额定电压为U，额定功率是P，电动机内电枢导线的电阻为R，那么它正常工作时的电流是( )


【导学号：46852018】


A．等于U/R B．等于P/U


C．大于U/RD．大于P/U


【解析】 由于电动机电路不是纯电阻电路则U>IR，所以选项A、C不正确．电动机的额定功率P是电动机正常工作时的输出功率P＝IU，所以I＝eq \f(P,U)，故选项D不正确，选项B正确．


【答案】 B


6．(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )


【导学号：46852019】


A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多


B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝eq \f(U2,R)t只适用于纯电阻的电路


C．在不是纯电阻的电路中，UI>I2R


D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路


【解析】 电功率公式P＝eq \f(W,t)，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝eq \f(P,U)，焦耳热Q＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(P,U)))2Rt，可见Q与P、U、t都有关，所以P越大，Q不一定越大，A不对；W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝eq \f(U,R)只适用于纯电阻电路，则W＝I2Rt＝eq \f(U2,R)t也只适用于纯电阻电路，B对；在不是纯电阻的电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以


W>Q，即UI>I2R，C正确；Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．


【答案】 BCD





1W＝UIt P电＝UI适用于一切电路.


2Q＝I2Rt P热＝I2R适用于一切电热的计算.


学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道电流的热效应跟哪些因素有关．(重点)


2.学会用焦耳定律解决一些实际问题．(重点、难点)


3.知道生活中应用焦耳定律的例子．(重点)


4.掌握节约电能的一些方法.
电 阻 与 电 流 的 热 效 应
白 炽 灯