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1、第一章,第五节 电能、电功率与电流的热效应,电路的基本知识,在我们生活中，哪些地方用到了电？,用电器的实质都是什么？,电能转化为机械能,电能转化为内能,电能转化为光能,物理学中，当电能转化为其他形式能时我们就说电流做了功，简称电功。,实质是电能和其他形式能之间的转换，转化的多少可以用用电功大小来表示,电能转化为化学能,电功和电能,一、电功电流做的功,二、电流做功的实质是 电能转化为其它形式的能,电流做功与哪些因素有关呢？,实验(1):研究电功与电压的关系,1、设计实验研究电功和电压关系,保持电流和时间一定,发光较亮的灯泡对应电压表的示数较大。,条件：,方法：,现象：,L1,L2,通过用电器的电
2、流和通电时间相同时，用电器上的电压越大，电功就越大。,结论：,实验(2):研究电功与电流的关系,2、设计实验研究电功和电流关系,保持电压和时间一定,发光较亮的灯泡对应电流表的示数较大。,条件：,方法：,现象：,L1,L2,用电器两端的电压和通电时间相同时，用电器上的电流越大，电功就越大。,结论：,上面的实验中，如果通电的时间越长，电灯消耗的电能必然越多，即电功就越多。,公式:,W=UIt,W=U2t/R W=I2Rt,(仅限于纯电阻的电路),单位:,1J=1V A s,电能的单位,常用单位：度,（千瓦时）kWh,能量的国际单位：焦耳（J）,1度1千瓦时（kWh)=3.6106焦（J）,电功率,
3、为了描述电流做功的快慢程度，引入电功率这个理量。电流在单位时间内所做的功称为电功率。如果在时间t内，电流通过导体所做的功为W，那么电功率就为,P=UI,P=I2R,(仅限于纯电阻的电路),做功多少,做功快慢,电功,电功率,电流做的功,单位时间里完成的电功,W,P,J,1kWh=1000W3600s=3.6106J,kWh,W,kW,VA,例 题,一盏电灯连在电压是220V的电路中，灯泡中通过的电流是68mA，这个灯泡的电功率是多少瓦？一月总共通电100h,电流所做的功是多少焦，多少千瓦时？,解：,灯泡的电功率为,P=UI,=220V 0.068A,=15W,W=Pt,=1.5kw h,焦耳在1
4、818年12月24日生于英国曼彻斯特，他 的 的父亲是一个酿酒厂主.焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳 劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍 介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿.道尔顿给予了 予了焦耳热情的教导.焦耳向他虚心的学习了数学、哲 哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论 论基础.1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测 测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比.四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性.因此，该定律称为焦耳楞次定律.焦
5、耳活到了七十一岁.1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.,感受生活,电流的热效应电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。,思考？产生的热量与哪些因素有关呢?,烫手,不烫手,why？,合理猜测,why？,合理猜测,烫手,不烫手,跟电流有关,跟电阻有关,跟时间有关,合理猜测,演示实验,实验方法,实验目的,研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,实验原理,当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多，液面就会上升得越高.我们可以通过管中液面上升的高度比较电流
6、产生的热量.,控制变量法物理学中对于多变量问题，通常使其它量相同，并改变其中一个量的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为控制变量法,探究电流的热效应跟哪些因素有关,制定计划,电阻丝,结论：,在电流、通电时间相同时，阻值 大 的电阻产生的热量多。,探究一：产热多少与电阻大小的关系,实验验证,电阻丝,结论：,在电流、电阻相同时，通电时间 长 的产生的热量多。,探究二：产热多少与通电时间的关系,实验验证,电阻丝,结论：,在通电时间、电阻相同时，电流越 大 的产生的热量多。,探究三：产热多少与电流大小的关系,实验验证,在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多.,在电阻和通电时
7、间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多.,进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.,在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多.,1,2,3,实验分析,1.内容：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.,2.公式：Q=I2Rt,3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦.,注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍,9,英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律.,得出结论,根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.
8、,纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt,非纯电阻电路：W总Q(W总UIt=W外Q),焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/R t来计算热量.,Q=W=UIt=I2Rt,根据欧姆定律U=IR,又W=UIt,若电流做的功全部用来产生热量即Q=W,注意：,得出结论,前面两个现象的解释,1,第一个为什么 灯泡和导线是串联，灯泡的电阻大比导线的电阻大,第二个为什么 干线电流等于各个支路的电流值和,2,例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为 2安培，问这根电阻丝在30秒内产热多少？,例题,解题格式：,电阻R=10，电流I=2A，时间t=30s,电热Q,由焦耳定律：Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）,这根电阻丝共产热1200J。,谢谢大家祝大家学习进步 再见,
