【預習新知】
電流的熱效應
我們每個家庭都有各種家用電器,電冰箱、洗衣機、電餅鐺、電飯煲、電熱水壺、電爐子等等。
其中電餅鐺、電飯煲、電熱水壺、電爐子與你冬天相伴的暖寶寶原理相同,都是把電能轉化為熱能的裝置。
物理學中把電流通過導體產生熱量的現象叫做電流的熱效應。
常見利用電流熱效應工作的設備通常稱為電熱器.例如
電餅鐺 電飯煲
電爐子 電熱水壺
暖寶寶
【舉手提問】
在使用暖寶寶和電爐子等用電器時,暖寶寶能熱到燙手,電爐絲熱得發紅,為什麼與他串聯的導線幾乎不熱?
【新課學習】
為了探究「電流通過導體時產生的熱量的多少與什麼因素有關」,課本中設計了如下圖實驗裝置。
實驗分析:
1.實驗中兩個燒瓶中裝有等量的煤油,用溫度計顯示的示數表示熱量的多少,溫度越高說明電阻絲產生的熱量越多。
2.探究熱量與電阻的關係
電阻絲RA、RB串聯後分別放在兩個燒瓶中,由於通電時電流相等,通電時間也相等,觀察比較不同電阻絲產生的熱量多少.
實驗發現電阻越大的瓶子溫度計的示數高.
實驗結論:
在電流、通電時間相同時,電阻越大,產生的熱量越多。
實驗反思:
本實驗用到了兩個物理方法:
(1).控制變量法
兩瓶都用同一種物質煤油;質量相等;電阻絲RA、RB串聯電流相等,通電時間相等。
(2).轉換法
用溫度計顯示的溫度高低來說明電熱絲產生熱量的多少。
3.探究熱量與電流的關係
仍然用控制變量法,取同一個燒瓶RB,通電時間相同,改變電流的大小,觀察比較前後兩次溫度計示數的大小.
實驗發現電流大時溫度計的示數高.
實驗結論:
在通電時間和電阻相同時,電流越大產生的熱量越多。
問題解答:
為什麼電爐子工作時,電爐絲熱得發紅而連接的導線幾乎不熱?
導線與電爐絲串聯電流相等,通電時間也相等,由於導線的電阻很小,而電阻絲的電阻很大,在電流、通電時間相同時,電阻越大,產生的熱量越多,所以導線幾乎不熱。
【同步訓練】
(2018河北34題)
用如圖甲所示的裝置探究「電流通過導體產生的熱量與電流的關係」相同燒瓶內裝滿了煤油.
甲
(1)燒瓶中裝入的煤油是 (選填「導體」或「絕緣體」).
(2)請根據實物電路,在虛線框內畫出對應的電路圖.
(3)為達到實驗目的,選用的兩電阻絲R₁與R₂的阻值應 . 通過R₁的電流 通過R₂的電流.
(4)通電一段時間後,乙瓶中玻璃管內液面上升的高度較大,說明 .
(5)小紅用如圖乙所示的裝置,進一步探究「電流通過導體產生的熱量與電流的關係」,經多次測量,收集實驗數據,繪製了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流I的關係圖像,根據焦耳定律可知,圖丙能正確反映h—I關係的是 .
【拓展】用Q=I²Rt可以計算電流通過任何用電器產生的熱量,能用Q=UIt計算電流通過任何用電器產生的熱量嗎?請用實例說明原因 .
參
考
答
案
在
下
邊
找
哦
!
(1)絕緣體
(2)如答圖所示
(3)相等 小於
(4)在通電時間和電阻相同情況下,通過導體的電流越大,導體產生的熱量越多.
(5)A
【拓展】不能.電動機工作時,消耗的電能為W=UIt,但其消耗的電能轉化為機械能和內能,則W>Q=I²Rt,所以電流通過有些用電器時,其產生的熱量是不能用Q=UIt來計算的.
【延伸閱讀】(哪裡不會點哪裡)
第十四章:電功率
九年級:電能
九年級:電功
九年級:電功率(一)
九年級:電功率(二)
九年級:[中考重難點]電功率(三)
九年級:[實驗]測量小燈泡的電功率