课程内容

《电热器 电流的热效应》
各抒己见：
1、电炉子工作时，热量从哪里来？
2、电炉子工作时，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
3、图中反映出的问题是什么？
一、电流的热效应：
1、什么是电流的热效应：
电流通过导体时，电能转化成热，这个现象叫电流的热效应。
电流的热效应是将电能转化为内能。
2、电流热效应的适用范围：
（1）用来发热的用电器；
（2）通电导线和不是用来发热的用电器。
电流的热效应是电流经过电阻时必然发生的一种效应。
3、电路的分类：
（1）纯电阻电路：
电炉、电热毯、电饭锅：将电能全部转化为了内能；
（2）非纯电阻电路：
电风扇、电视机、洗衣机：将电能转化为了内能和其他形式的能；
二、影响电热的因素：
1、实例猜想：
现象一：电炉子工作时，电炉丝热得法红，而导线却几乎不发热；
现象二：在测量小灯泡功率的实验中，滑动变阻器阻值变大时，小灯泡变暗，温度降低；
2、电流产生的热量与电阻和电流的关系：
（1）如何表示电流通过电阻放出热量的多少？
电阻发热让煤油温度升高，通过比较温度升高的多少来反映放出热量的多少。
（2）为什么选择的液体用煤油而不用水？
因为煤油在吸收相同热量的情况下温度变化更明显（煤油比热容较小）
（3）实验探究分别用到了什么方法，如何使用？
A、控制变量法：
   在电流一定时，研究电热与电阻的关系；
   在电阻一定时，研究电热与电流的关系。
B、转换法：
   将电阻产生热量的多少转化为升高的温度。
三、实验设计与探究：
1、探究电热与电阻的关系：
（1）如何控制电流不变？
     让两个阻值不同的电阻丝串联在电路中。
（2）观察什么现象？
     观察初温相同、质量相同的煤油一段时间后温度升高的多少。
（3）实验结论：
     在电流、通电时间一定的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
2、探究电热与电流的关系：
（1）如何进行操作，如何进行观察？
     在通电时间相同的情况下，给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流，观察温度计变化的快慢。
（2）实验结论：
在通电时间、电阻一定的情况下，电流越大，产生的热量越多。
四、焦耳定律
1、内容、公式及单位：
（1）电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2）Q=I²Rt
2、焦耳定律公式的推导：
如何利用以前学习过的电学公式推导出焦耳定律的公式？
由W=UIt与U=IR可推出W=I²Rt
由W=UIt与I=U/R可推出W=(U²/R)t
3、W=UIt与Q=I²Rt的异同：
（1）不同点：A、W=UIt计算的是电流做的总功，消耗的全部电能；B、Q=I²Rt只计算转化为内能的那一部分。
（2）W=UIt与Q=I²Rt的联系：
A、在纯电阻电路中两公式计算的结果是相同的；B、白炽灯可近似看成是纯电阻电路。
例：有一电动机提升重物，电动机的线圈电阻为4Ω，电动机两端的电压为200V，通过的电流为10A，若通电时间为1S，电流做功为_______J，产生的热量为_______J。
3、电热功率的计算方法：
（1）纯电阻电路：
由W=UIt得P=UI
由Q=I²Rt得P=I²R
由W=(U²/R)t得P=U²/R
（2）非纯电阻电路：
由Q=I²Rt得P=I²R
想想、议议：
用公式P=U²/R可以判断，电阻越小电功率越大，而用公式P=I²R则可以说明电阻越大，电功率越大，这两个结果矛盾吗？
知识应用一：小灯泡亮暗的判断：
标有“6V 3W”的灯泡L1与标有“3V 3W”的灯泡L2；
（1）当两灯泡正常发光时，哪个更亮？
（2）当两灯泡串联时，哪个更亮？
（3）当两灯泡并联时，哪个更亮？
知识应用二：超导及其应用：
某些物质在温度降低到某一值时电阻会变成零，成为超导体。
（1）将超导体接入电路中还会有电热产生吗？
（2）超导体在生产生活中可应用于什么地方？
知识应用三：减小电热的危害：
在哪些电路中电热对我们是有害的，有什么危害？
（1）从理论上如何减小电热的危害？
（2）实际中如何减小电热的危害？