第十八章 电功率 第4节 焦耳定律生活中的电和热问题： 热量是从哪里来的？ 电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？ 假如在照明电路里接入大功率的用电器，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么呢？ 电流通过导体产生的热量可能跟什么因素有关？焦耳定律演示实验实验思考:电流产生的热量跟什么因素有关？ （1）哪段液柱上升得快？ （2）相等时间内，哪根电阻丝消耗的电能多？ （3）哪根电阻丝产生的热量多？ （4）在通电时间和电流都相同的情况下，电阻丝产生热量的多少跟什么成正比？ 电阻大，温度计的液柱上升的快--?在相同时间，电流相等的情况下，电阻大，产生的热量多. 电流大，温度计的液柱上升的快--?在相同时间，电阻相等的情况下，电流大，产生的热量多. 焦耳定律：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. 公式为：Q=I2Rt对我们有用的电热： 例如： 用电饭锅煮饭. 用电热孵卵器孵小鸡. 用电熨斗熨衣服. 潮湿会降低绝缘性能，因此家用电器长时间停止使用时，需要每隔一段时间通电一次，利用电热来驱潮.电热的利用和防止对我们有害的电热： 例如： 为电动机线圈加散热器. 电视机上的散热孔用来散热. 由于电流通过导体要发热，如电风扇连续使用较长时间要停用一会儿，防止用电器工作时温度过高而烧坏. 防止电热的方法： （1）加大散热面积； （2）加速发热部位空气的对流.知识扩展：1.电流的热效应：电流通过导体，导体会发热. 2.电流的化学效应：电流流过溶液时，会产生化学反应的现象. 3.电流的磁效应：导体中有电流通过时，周围会产生磁场的现象.小测验1.某导体的电阻是8 Ω，当它通有1 A的电流，导体发热的功率是 ,1 min内产生的热量是 .解析：根据焦耳定律，导体1 min内产生的热量Q=I2Rt=(1 A)2×8 Ω×60 s=480 J,则导体发热的功率P=Q/t=480 J/60 s=8 W.8 W480 J2.用一个电压恒定的电源和两个电阻连接成的一个闭合电路，下列说法中正确的是（ ） A.若两个电阻串联，电路中消耗的功率最大 B.若两个电阻并联，电路中消耗的功率最大 C.若两个电阻并联，电路中消耗的功率最小 D.两个电阻无论怎样连接，消耗的功率都相等解析：根据P =U 2/R 可知，R 越小，P 越大，而两个电阻并联时总电阻最小，所以选B.B3.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2 Ω，线圈中的电流为10 A，这台电动机正常工作1 h,线圈产生的热量是多少，这段时间内电流做功多少？答案： 线圈产生热量:Q=I2Rt=(10 A)2×2 Ω×3 600 s=7.2×105 J. 电流做功:W=UIt=380 V×10 A×3 600 s=1.368×107 J.4.当温度很低时，某些金属导体的电阻会突然消失，这种现象称为超导现象.假如所有导体都没有了电阻，当用电器通电时，下列说法中正确的是( ) A.白炽灯仍然发光 B.电动机仍然能转动 C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服解析：白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用了电流通过导体时电能转化成内能的现象，当没有电阻，就不能转化，只有电动机仍能把电能转化成动能.所以选B.B课堂小结通过这次实验，你有什么收获呢？1.电流的热效应 电流产生的热量同时与电流、电阻大小和通电时间长短有关，当探究其中一个量的时候，应该控制其他量相同，在实验中，电流产生热量的多少是通过玻璃管中煤油上升的高度来显示的，这种方法称为转换法.2.电功与电热 （1）电热与电功不同，电热是电功的一部分，在纯电阻电路中，电流做功完全用来产生热，电热才等于电功，在非纯电阻电路中，电热小于电功. （2）分清电热与电功各公式的使用范围及纯电阻电路和非纯电阻电路，是解决问题的关键.解决电功和电热问题的思路 3.正确理解“探究电流通过导体时产生的热量的多少与什么因素有关”实验的注意事项： （1）实验原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝时产生电热的多少. （2）实验采用煤油的目的：煤油比热容小，相同条件下吸热温度上升的快；煤油是绝缘体；研究方法：控制变量法，转化法. 4.电热的计算公式Q =UIt、Q=U 2t/R、Q=Pt只适用于纯电阻电路. 再见
