/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科 【学习目标】 1. 掌握电热与电阻的关系 2. 掌握电热与电流的关系 3. 掌握焦耳定律的公式表达以及能结合欧姆定律的前提条件 4. 掌握电动机涉及的电热与做功的问题 5. 掌握加热的挡位问题 6. 知道生活中电热的利用与防止 【自主学习】 一、电流的热效应 电热与电阻的关系：如图1，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中电阻丝的电阻比较大。两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。哪边液面高，那边的气压就大，对应容器内的气体温度高，说明该电阻丝产生的热量就大。 电热与电流的关系：如图2，两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将另一段电阻丝与容器内的电阻丝并联，因此通过两个容器中电阻丝的电流不同。闭合开关，在通电时间相同的情况下，比较两个U形管中液面高度的变化。哪边液面高，那边的气压就大，对应容器内的气体温度高，说明该电阻丝产生的热量就大。 图1 图2 实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的 越大，这段电阻丝产生的热量越多。这两个实验方法都是用的控制变量法和转换法（用液面的高低情况来间接反映热量的一个）。 二、焦耳定律 英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840 年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：电流通过导体产生的 跟电流的二次方成 ，跟导体的 成正比，跟通电时间成正比。 这个规律叫作焦耳定律。如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，通电时间用t表示，那么焦耳定律为： 。 电流通过导体时，如果电能 转化为内能，而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Q =W=UIt。 再根据欧姆定律得出U=IR，就得到Q =I2 Rt。可见，在消耗的电能全部用来产生热量的情况下，根据电功的公式和欧姆定律的公式推导出来的结论与焦耳定律一致。 如果用导线把电炉接到电路中，通过导线的电流全部通过电炉丝，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等。通过前面的学习我们已经知道，导线的电阻很小，常见 1 m长的导线，电阻不过百分之几欧姆，而电炉丝的电阻为几十欧姆。所以，尽管通过的电流相等，电炉丝很热，而导线却不热。 若电流通过用电器，电能没有全部用于产生热量，例如电动机转动时消耗的电能大部分转化为机械能，则消耗的电能大于电流所产生的热量。如图可以知道：W电=W机械+Q（Q =I2 R电热丝t） 三、挡位问题 这类问题主要是要能根据功率公式的变形公式（其中U家庭电路的电压，一般都是220V，让求实际电压的话，就参考18.2的消单位方法即可）可知，当R越小功率越大，一般的用电器用功率的大小表示对应挡位，功率大代表加热挡位（高温档），功率低代表保温档位（有时候还有中温挡，功率再小点才是低温挡）。 是两个挡位还是三个挡位就得取决于对应的电路图，以下是列出的几个电路图，提供观察判断其通过开关的开闭来改变对应挡位： 【例1】某同学用如图所示的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明容器中封闭着等量的空气。下列说法正确的是（ ） A．通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过做功方式改变的 B．观察图甲中的A、B管，发现B管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量与电流有关 C．采用图乙装置探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，右边容器中电阻丝R应为10Ω D．用图乙中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热” 【例2】图所示的电路中，甲、乙两个烧瓶完全相同，甲、乙瓶内分别装有质量和初温都相同 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
