高中物理 電流的熱效應課件 新人教版選修1-11

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1、 電流的熱效應 為什么家用電器連續(xù)作用較長時間后，要停用一會兒？今天我們專門來討論上面這樣一類關(guān)于電熱的問題。為什么家用電器長期停止使用時，隔一段時期又要通電？ 學 習 目 標 知 道 電 流 的 熱 效 應 。 知 道 電 熱 器 發(fā) 熱 原 理 , 能 舉 出 利 用 和 防 止 電 熱 的 實 例 。 理 解 焦 耳 定 律 、 公 式 及 適 用 條 件 。 會 對 一 些 家 庭 電 熱 器 進 行 簡 單 的 計 算 。 結(jié) 合 本 節(jié) 教 學 ， 培 養(yǎng) 重 視 實 驗 、 尊 重 事 實 實 事 求 是 的 科學 態(tài) 度 。 通 過 觀 察 生 活 中 常 見 的 電 熱 器

2、及 其 構(gòu) 造 ， 培 養(yǎng) 觀察 能 力 ， 結(jié) 合 辯 證 唯 物 主 義 教 育 ， 培 養(yǎng) 辯 正 地 思 考 與 分 析問 題 的 能 力 。 體 驗 活 動將 5歐 姆 、 10歐 姆 、 20歐 姆 三 只 電 阻 串 聯(lián) 后 接到 學 生 電 源 上 ， 電 源 電 壓 調(diào) 到 9V， 觀 察 并 迅 速觸 摸 三 只 電 阻 ， 感 受 有 什 么 不 同 ， 為 什 么 ？ 導 體 對 通 過 它 的 電 流 有 阻 礙 作 用 ， 這 種 阻 礙 會 使得 電 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 ， 所 以 通 電 后 電 阻 將 有 發(fā) 熱 現(xiàn)象 ， 而 且 同 樣 的 電 流 ，

3、同 樣 的 時 間 ， 阻 值 較 大 的電 阻 發(fā) 熱 較 多 。 人 們 把 這 種 現(xiàn) 象 叫 做電 流 的 熱 效 應 。 各 式 各 樣 的 家 用 電 熱 器 電 熱 器 的 結(jié) 構(gòu) 共 性 電 熱 器 的 主 要 組 成 部 分 是 電 阻 絲 做 的 發(fā) 熱 體 。 發(fā) 熱 體 均 是 由 電 阻 率 大 、 熔 點 高 的 材 料 做 成 的 。同 學 們 ， 想 一 下 ， 這 么 多 電 熱 器 在 結(jié) 構(gòu) 上 有 什 么 相 同 之 處 ？你 知 道 嗎 ？為 什 么 電 熱 器 的 材 料 要 用 電 阻 率 大 ， 熔 點 高 的 電 阻 絲 做 ？為 什 么 電

4、熱 器 的 電 阻 絲 繞 要 在 絕 緣 材 料 上 ？ 清 潔 衛(wèi) 生 ；電 熱 器 的 比 其 他 加 熱 器 有 哪 些 優(yōu) 點 ？ 幾 乎 沒 有 環(huán) 境 污 染 ； 熱 效 率 高 ； 可 以 方 便 地 控 制 和 調(diào) 節(jié) 溫 度 。同 學 們 ， 思 考 后 ， 討 論 一 下 這 個 問 題 ！ 1980年 巴 黎 日 用 電 器 展 覽 會 上 ， 出 現(xiàn) 了 一 種 被 稱 為“ 烹 飪 之 神 ” 的 炊 具 。 這 種 炊 具 是 利 用 微 波 的 特 性 制 作的 。 微 波 是 一 種 高 頻 率 的 電 磁 波 ， 具 有 反 射 、 穿 透 、 吸收 三 種

5、 特 性 。 這 種 炊 具 的 心 臟 是 瓷 控 管 ， 所 產(chǎn) 生 的 每 秒24億 5千 萬 次 的 超 高 頻 率 的 微 波 ， 快 速 振 動 食 物 內(nèi) 的 蛋白 質(zhì) 、 脂 肪 、 糖 類 、 水 分 子 等 。 使 分 子 之 間 相 互 碰 撞 、擠 壓 、 重 新 排 列 組 合 。 簡 而 言 之 ， 是 靠 食 物 本 身 內(nèi) 部 的摩 擦 生 熱 的 原 理 來 烹 調(diào) 的 。微 波 爐 的 工 作 原 理微 波 爐 不 是 電 熱 器 。微 波 爐 是 電 熱 器 嗎 ？ 用 電 器 使 用 不 當 時 ， 電 熱 會 產(chǎn) 生 哪 些 危 害 ？電 線 中 電

6、流 過 大 時 ， 電 熱 會 使 絕 緣 材 料 迅 速 老 化 ， 甚 至 燃 燒 起 火 ； 有 些 用 電 器 ， 如 不 采 取 散 熱 措 施 ， 會 被 燒 壞 。你 知 道 嗎 ？ 用 電 器 是 采 取 哪 些 措 施 防 止 電 熱 的 危 害 的 ？ 有 的 電 動 機 里 裝 有 風 扇 ； 電 視 機 、 收 音 機 機 殼 上 有 散 熱 窗 等 ； 當 然 要 防 止 觸 電 現(xiàn) 象 。 猜 想 一 下 ： 電 熱 與 什 么 因 素 有 關(guān) ？ 如 何 觀 察 實 驗 中 的 產(chǎn) 生 的 電 熱 的 多 少 ？ 如 何 控 制 影 響 電 熱 的 因 素 不 發(fā)

7、 生 變 化 ？ 如 何 觀 察 影 響 電 熱 的 因 素 的 大 小 和 變 化 ？ 決 定 電 熱 大 小 的 因 素 焦 耳 定 律 學 習 觀 察 電 熱 的 方 法 ：方 法 一電 熱 絲 發(fā) 熱 ， 點 燃 火 柴優(yōu) 點 ： 實 驗 時 間 短 ， 操 作 簡 便 。 器 材 簡 單 ， 容 易 準 備 ；現(xiàn) 象 容 易 受 火 柴 、 放 置 位 置 、 環(huán) 境 （ 如 空 氣 流 動 ）等 因 素 的 干 擾 ； 方 法 二電 熱 絲 發(fā) 熱 使 煤 油 溫 升 和 膨 脹 現(xiàn) 象 直 觀 、 精 確 ； 受 環(huán) 境 干 擾 較 少 。缺 點 ： 現(xiàn) 象 直 觀 、 明 顯

8、；缺 點 ： 優(yōu) 點 ： 實 驗 時 間 稍 長 。 器 材 復 雜 ， 準 備 較 難 ； 現(xiàn) 象 較 細 微 ， 遠 處 不 便 看 ； 兩 電 阻 串 聯(lián) 時 ， 可 以 保 證 通 過 它 們 的 電 流 和 時 間 相 同 ； 用 同 一 段 電 阻 絲 ， 可 認 為 電 阻 不 變 ；控 制 影 響 電 熱 的 因 素 不 變 的 方 法 觀 察 電 流 表 示 數(shù) ， 確 定 電 流 大 小 及 其 變 化 ； 在 橫 截 面 積 相 等 時 ， 觀 察 電 阻 絲 的 長 度 確 定 電 阻 大 小 ； 觀 察 手 表 或 秒 表 示 數(shù) 來 控 制 時 間 ；觀 察 影 響

9、 電 熱 的 因 素 的 方 法下 面 開 始 按 照 課 本 實 驗 完 成 測 量 （ 或 按 照 要 求 觀 察 演 示 實 驗 ） 控 制 條 件 （ R1 R2 ） 電 阻 R1發(fā) 熱 電 阻 R2發(fā) 熱1 電 流 相 同 通 電 時 間 相 同2 電 阻 相 同 通 電 時 間 相 同3 電 流 相 同 電 阻 相 同實 驗 結(jié) 論 實 驗 現(xiàn) 象 記 錄 表較 多 較 少電 流 大 的 發(fā) 熱 多時 間 長 的 發(fā) 熱 多電 流 通 過 導 體 產(chǎn) 生 的 熱 量 隨 導 體 中的 電 流 的 增 大 而 增 大 ， 隨 導 體 的 電阻 的 增 大 而 增 大 ， 隨 通 電

10、時 間 的 增加 而 增 加 。 認 識 焦 耳 定 律 英 國 物 理 學 家 焦 耳 用 近 四 十 年 的 時 間 探 索 “ 功 和 熱量 之 間 關(guān) 系 ” ， 不 畏 艱 難 ， 嘔 心 瀝 血 ， 他 為 推 動 人 類 社會 的 進 步 ， 為 科 學 而 貢 獻 幾 乎 畢 生 的 精 力 ， 他 的 事 跡 非常 感 人 。 為 了 紀 念 這 位 偉 大 的 科 學 家 ， 物 理 上 用 “ 焦 耳 ”做 功 或 能 的 單 位 。焦 耳 定 律公 式 ： Q=I2Rt電 流 通 過 導 體 產(chǎn) 生 的 熱 量 跟 電 流 的 平 方 成 正 比 ， 跟 導 體的 電

11、阻 成 正 比 ， 跟 通 電 時 間 成 正 比 。公 式 中 的 物 理 量 的 單 位 分 別 是 ：I A， R ， t S， Q J說 明 ： 焦 耳 定 律 是 實 驗 定 律 ， 進 一 步 實 驗 證 明 ， 焦 耳 定 律 適 用 于 純 電 阻 電 路 。 本 課 小 結(jié)一 、 知 道 電 流 的 熱 效 應 ； 知 道 一 般 電 熱 器 的 發(fā) 熱 原 理 ；會 對 一 些 家 庭 電 熱 器 進 行 簡 單 的 計 算 。電 流 熱 效 應 、 電 熱 器 發(fā) 熱 原 理 、 電 阻 絲 材 料 特 點二 、 探 究 決 定 電 熱 的 因 素 、 理 解 并 正 確 運 用 焦 耳 定 律電 熱 與 什 么 因 素 有 關(guān) 、 焦 耳 定 律 、 公 式 、 單 位 ；簡 單 的 家 用 電 熱 器 的 計 算 。焦 耳 定 律 的 適 用 條 件 、 電 熱 的 計 算