18.4焦耳定律
【学习目标】
1、 知道电流的热效应。
2、 知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。
3、 知道电热的利用和防止。
【学生自主学习】
一、 认识电流的热效应
电流通过导体时将 能转化为 ,这种现象叫做 。
二、探究电热大小的影响因素
1、猜想:电流通过导体产生的热可能与 有关;
2、猜想电热跟几个因素有关,那么我们实验研究时就要采取 法。
3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少?方法:
4.实验过程:
①电阻对电热的影响:如图18.4-2所示,两个容器中的电阻丝 联,通过它们的 相等。通电一定时间后,U型管右侧液面高。实验表明,在 、 相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越 。
②电流对电热的影响:如图18.4-3所示,右侧容器中的电阻丝 联,通过它们的总电流与左侧容器中电阻丝通过的电流 。通电一定时间后,U型管左侧液面高。实验表明,在 、 相同的情况下,电流越大,这个电阻产生的热量越 。
③通电时间对电热的影响:以②中左侧容器为例,在电流、电阻一定的情况下,通电时间越长,U型管左侧液面越高。实验表明,在 , 相同的情况下,通电时间越大,这个电阻产生的热量越 。
三、焦耳定律
1. 焦耳定律:
这个规律叫做焦耳定律。
2. 公式: ,变形公式: 、 、 。
公式中Q表示 、单位 ;R表示 、单位 ;
I 表示 、单位 ;t表示 单位 。
3.理论推导分析焦耳定律表达式:Q=I2Rt(适用于所有电路);例如:
对于纯电阻电路可推导出: ;例如:
4.交流讨论:电炉丝工作时,电炉丝与它的连接导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?
5.阅读例题
㈢电热的利用和防止
1.利用电热:家里的 、 、 以及 都是利用电热的例子。
2.防止电热带来的危害:如 、 。
三、当堂检测
1.标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中,工作100s后,所消耗的电能是
J,通过电热器的电流是 A,产生的热量是 J。
2.下列电器中,不属于电热器的是 ( )
A.电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉
3.家庭电路使用的电炉,电炉丝与导线是串联的,当电炉丝发热发红时,连接导线却不热,这是因为 ( )
A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小
C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大
4.下列情况中防止电热危害的是 ( )
A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使用,隔一段时间要通电一次
C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药