《焦耳定律》電功率PPT

描述

《焦耳定律》電功率PPT

第一部分內容：導學設計

學點1　電流的熱效應

實驗1：燈泡發光一段時間後，用手觸碰燈泡，有什麼感覺？想想為什麼。

實驗2：電風扇使用一段時間後，用手觸摸

電動機部分，有什麼感覺？想想為什麼。

問題：以上實驗顯示：電流通過用電器時，一般用電器都會________，電流通過導體時電能轉換成______能，這種現象叫做電流的______效應。

學點2　探究：電流通過導體時產生的熱的多少跟什麼因素有關

假設：電流通過導體時產生的熱的多寡可能跟________、________、____________有關。

實驗1：如圖18－4－3所示，探討電熱與電阻的關係。

問題1：實驗中給等量的空氣加熱，容器內空氣溫度上升，體積膨脹透過比較U形管兩側液柱的高度差，可以比較電流通過導體時產生的熱的多少。這裡採用了哪一種研究方法？

[答案] 轉換法。

問題2：實驗要控制什麼量不變？怎麼做到？

[答案] 要控制電流和通電時間相同。將兩段陰值不同的電阻絲串聯起來，因為串聯電路電流處處相等。

問題3：你能得到什麼結論？

[答案] 在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流產生的熱量越多。

問題4：實驗要控制什麼量不變？怎麼做到？

[答案] 要控制電阻和通電時間相同。兩個容器中連接相同的電阻絲，在一個容器的外部，並聯一個電阻分流。

問題5：你能得到什麼結論？

[答案] 當電阻和通電時間相同時，電流越大，電流產生的熱量越多。

實驗3：探討電熱與通電時間的關係。

問題6：實驗要控制什麼量不變？怎麼做到？

[答案] 要控制電流和電阻相同，在兩個容器中分別接入相同的電阻絲，加熱不同的時間．

問題7：你能得到什麼結論？

[答案] 當電流和電阻相同時，通電時間越長，電流產生的熱量越多。

焦耳定律PPT，第二部分內容：應用範例

型一　電流的熱效應

例1 2017·日照 某學習小組在老師的指導下，探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什麼因素有關。他們所使用的實驗器材如圖18－4－2甲所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。

(1)請你用筆畫線代替導線，把圖甲中兩個容器內的電阻絲接到電路中。

(2)實驗中透過觀察U形管中液面高度的變化來比較電流通過導體產生熱量的多少，這種方法叫做________。

(3)連接好電路，閉合開關，通電一段時間後，________(選填「左」或「右」)側U形管中液面高度變化大，此實驗現象表明，在電流和通電時間均相同的情況下，________越大，電流通過導體產生的熱量越多。

(4)讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內的電阻並聯(如圖乙所示)。移除圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個實驗。此時經過兩個容器中電阻的電流不同，在通電時間相同的情況下，觀察U形管中液面高度變化，由此得到的結論是___________________________________________________。

(5)若熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時間用t表示，則Q＝________。

[解析] (1)將電源、開關、滑動變阻器、兩相同的透明容器中的電阻絲逐一順次連接即可，滑動變阻的連線要注意一上一下的原則，如上圖所示。 (2)電流經由導體產生的熱量不便於用眼睛直接觀察和測量，透過U形管內液面高度的變化來反映，這種方法是國中物理常用的轉換法。 (3)因串聯電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯時通過它們的電流相等；由Q＝I2Rt可知，在電流和通電時間相同時，右側電阻較大，其產生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量後，體積膨脹，右側容器中氣體膨脹較大，所以右側U形管內的液面高度變化明顯。

型二　焦耳定律—多擋位問題

例2 如圖18－4－5所示為一台兩擋式電熱水器的內部簡化電路，S為溫控開關，當S接a時電路中的電流為5 A，當S接b時電路的電功率為22 W，求：

(1)R1的電阻。

(2)高溫擋時電路的電功率。

(3)在低溫擋工作10 min，

電流通過R2產生的熱量。

類型三　區分實際問題中的電功與電熱

例3 某直流電動機線圈的電阻是1.5 Ω，把它接在穩壓電源上，閉合開關，電動機正常工作，通過線圈的電流是2 A，在20 s內電動機所做的機械功是1080 J。問：

(1)這段時間內，電流通過線圈產生的熱量是多少？

(2)這段時間內，電流透過電動機做的功是多少？電源電壓是多少？

(3)如果在工作過程中，電動機因故障卡住而無法轉動，此時電動機中的電流為何？

焦耳定律PPT，第三部分內容：課堂回饋

1．如圖4－1所示，下列常見電器中並非利用電流熱效應工作的是()

2．某電爐絲電阻為100 Ω，通電10 s產生的熱量為4×103 J，則通過電爐絲的電流為()

A． 2 A B． 4 A C． 20 A D． 40 A

3．電熱器是利用電流的________來加熱的設備，一台額定電壓為220 V的電爐，電爐絲電阻為44 Ω，正常工作10 min，電爐絲產生的熱量是________J。

4．如圖4－2所示是探討「電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關」的實驗裝置。請回答：

(1)電流產生的熱量透過U形管中液面的____________來反映，這種研究物理問題的方法叫做________法。

(2)為了方便比較兩種電阻絲通過電流後產生熱量的多少，兩個相同的透明容器中密封著質量相等且________相同的空氣。

(3)圖甲所示兩容器中的電阻絲串聯起來接到電源兩端，這樣做的目的是控制________和____________相同，研究電流通過導體時產生的熱量與________的關係。

(4)在圖乙中右側容器外並聯了一段阻值相同的電阻絲，其目的是研究電流通過導體時產生的熱量與________的關係。

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更新時間: 2024-07-07

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