资源简介

第四节 科学探究：电流的热效应
【学习目标】
1、知道电流的热效应
2、知道焦耳定律
3、知道电热的利用和防止
【学习重点】
焦耳定律的理解及其应用
【学习难点】
探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。
【学习过程】
一、自主预习
1.电流的热效应
(1) 图中四个用电器通电时都会发生什么现象？这种现象叫做 。
（2）说明电流在工作过程过程中消耗的电能转化成什么形式的能了？
（3）列举你熟悉的类似的实例。
2. 焦耳定律
（1）电流通过导体产生的热量跟______________二次方成正比，跟导体的______________成正比，跟通电______________成正比。
（2）Q =I2Rt，Q表示产生的______________，单位是______________；I表示通过导体的______________，单位是______________；R表示______________，单位是______________；t表示______________单位是______________，计算时单位要一致！！
（3）研究焦耳定律时，采用______________法和______________法
3. 电热的利用与防止
（1）电热器是利用电流的_______________制成的加热设备，如：电热水器、_______________电热毯等。
优点：清洁卫生没有环境污染、热效率高、方便控制和调节温度。
（2）电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装_______________，都是为了_______________
二、合作探究
探究点1：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？
1、提出问题
引导学生，提出问题：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？
2、猜想
引导学生进行猜想
3、设计实验
问：要研究与多个因素是否有关时，我们得采用什么研究方法？（控制变量法）。
课件展示：
实验一、研究电流产生的热量与电阻的关系
①实验中要控制 相同，使 不同。②如何控制电流和通电时间相同？
③如何比较电流通过导体产生热量的多少？
4、进行实验
5、得出结论
实验二、探究电流产生的热量与电流的关系
问：①实验中要控制 相同，使 不同。
②如何改变通过导体的电流？
探究点2：电功和电热
（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。?这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.
（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.?这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=
E其他＋Q.?
（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。
例1 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W，问：?
（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？?
（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？?
（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？?
【课堂练习】
1、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（ ）
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．适用于任何电路，而只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
2、一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它正常工作时，下述错误的是 （ ）
A．电动机的输出功率为U2／R B．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU-I2R D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R
3.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是　 (　 )
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为和，可以断定( )
A.〉 B.〈 C.= D.无法确定
5、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内（ ）
A.电炉和电动机产生的热量相同
B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压
D.电炉和电动机两端电压相等
6、有一电风扇上标有“220V ,55W”，若风扇的电动机线圈电阻为8Ω，当它正常工作时：
(1).电源供给的电功率是多少？ (2).转化为风的电功率是多少？
(3).电动机的发热功率是多少？
7.一台直流电动机线圈电阻r =1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的总功率及输出的机械功率？
　　

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