《探究焦耳定律》電能與電功率PPT課件
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道電流的熱效應(yīng)及其在實(shí)際中的應(yīng)用與控制.
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān).在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法.
3.了解焦耳定律,用焦耳定律說(shuō)明生活、生產(chǎn)中的一些現(xiàn)象,會(huì)用焦耳定律進(jìn)行簡(jiǎn)與的計(jì)算.
核心考點(diǎn):電熱的計(jì)算.
【課前預(yù)習(xí)】
1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟________成正比,跟________成正比,跟________成正比.
2. 科學(xué)家有著強(qiáng)烈的好奇心和執(zhí)著的探究精神,英國(guó)物理學(xué)家________做了大量實(shí)驗(yàn),于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系.為了紀(jì)念他做出的貢獻(xiàn),人們將他的名字命名為_(kāi)_______的單位.
3.一根阻值為10Ω的電阻絲,通過(guò)的電流為2A,通電20s電流產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_______J.
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【課堂精講】
知識(shí)點(diǎn)1.通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)
(1)猜想與假設(shè):通電導(dǎo)體放出的熱量可能與導(dǎo)體的電阻、導(dǎo)體中的電流和通電時(shí)間有關(guān)
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
為了比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,可以將電阻絲浸沒(méi)在一定質(zhì)量的煤油中,通電時(shí)電阻絲產(chǎn)生的熱量會(huì)被煤油吸收,煤油的溫度就會(huì)升高.通電導(dǎo)體放出的熱量越多,煤油吸熱后升高的溫度也越多.我們可以通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少.
a.探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系
要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系,應(yīng)選擇兩個(gè)阻值不同的電阻絲(如電阻為5的銅絲和電阻為10的鎳鉻合金絲)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).研究時(shí)要控制通過(guò)兩個(gè)電阻絲的電流大小相等,因此,可將兩個(gè)電阻絲串聯(lián)在電路中.同時(shí),注意通電時(shí)間的控制.
b.探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系
要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系,應(yīng)保持電阻值和通電時(shí)間不變,改變通過(guò)電阻絲的電流,這可以跟電阻絲串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器,通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來(lái)改變電路中的電流.
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【例1】小明利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”.圖中兩只燒瓶?jī)?nèi)盛有質(zhì)量和溫度相同的煤油,溫度計(jì)可顯示瓶中煤油的溫度,煤油中都浸著一段橫截面積相同、長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金絲,已知甲瓶中的鎳鉻合金絲比乙瓶中的長(zhǎng).
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整,要求閉合開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電路中電流變大;
(2)正確連接電路,閉合開(kāi)關(guān)后,可以觀察到______(選填“甲”或“乙”)瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得更快,這表明:在電流和通電時(shí)間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多.
(3)利用此裝置還可探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)時(shí)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察______(選填“同一”或“不同”)燒瓶?jī)?nèi)的溫度計(jì)示數(shù)升高的快慢.
(4)小明認(rèn)為,將該裝置改進(jìn)后,還可以做“比較水和煤油比熱容的大小”的實(shí)驗(yàn),則他應(yīng)將其中一燒瓶中的煤油換成水,對(duì)這部分水的具體要求是______,并且要使甲、乙兩燒瓶中金屬絲的電阻______.水和煤油吸熱的多少是通過(guò)______來(lái)反映的(選填“溫度計(jì)升高的示數(shù)”或“加熱時(shí)間”).通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)水的溫度上升較慢,表明______的比熱容比較。
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知識(shí)點(diǎn)2.焦耳定律
(1)內(nèi)容:電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比.這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律.
(2)公式:Q=I2Rt
Q表示電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,單位是J;I表示通過(guò)導(dǎo)體的電流,單位是A;R表示導(dǎo)體的電阻,單位是;t表示通電時(shí)間,單位是s.
(3)導(dǎo)出公式:Q=Pt;Q=UIt;Q=
這三個(gè)公式只適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的情況,也就是電流所作的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量的純電阻電路中.
【例2】(2014•遵義)一臺(tái)電爐通電后電爐絲熱的發(fā)紅,與電爐絲連接的導(dǎo)線卻不怎么熱,這臺(tái)電爐的額定電壓為220V,額定功率為1100W,與電爐絲連接的導(dǎo)線的電阻為0.1Ω,電爐正常工作10min,通過(guò)導(dǎo)線的電流為_(kāi)____A,導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量是
【練習(xí)2】(2014•達(dá)州)一臺(tái)線圈電阻為0.3Ω電動(dòng)機(jī),接在12V的電源上時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.5A,在2min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量是_____J,轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是_____J.
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【隨堂檢測(cè)】
1. (2014•無(wú)錫)為了探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”,某同學(xué)將兩段阻值不同的電阻絲R1、R2分別密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中,并設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩套裝置,已知所用蓄電池電壓相等且保持不變,R1<R2,裝入燒瓶的煤油質(zhì)量相等,下列有關(guān)此探究活動(dòng)的各種表述,錯(cuò)誤的是( )
A.在此實(shí)驗(yàn)中,電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)變化的大小體現(xiàn)出來(lái)的
B.甲裝置可探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻是否有關(guān)
C.比較相同通電時(shí)間內(nèi)a,c兩支溫度計(jì)示數(shù)變化情況,可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)
D.在相同的通電時(shí)間內(nèi),d溫度計(jì)所在燒瓶中的電阻絲產(chǎn)生的熱量最多
2. (2014•衡陽(yáng))將兩根電阻絲R1、R2分別插入甲、乙兩瓶等質(zhì)量煤油中,串聯(lián)接入電路,R1:R2=2:3.通電一段時(shí)間后,R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為( )
A.3:2 B.2:3
C.4:9 D.9:4
3.下列例子中,能防止電熱危害的是( )
A.供取暖用的電褥子
B.高空飛行員所穿衣服里的電熱保溫裝置
C.收音機(jī)、電視機(jī)的機(jī)殼上有許多小孔
D.孵化家禽的電熱孵卵機(jī)
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第十五章復(fù)習(xí)課
考點(diǎn)1.電能和電能表
考點(diǎn)分析:本考點(diǎn)的考查重點(diǎn)是由電能表的讀數(shù)及電能表中的各參數(shù)的意思,電能的計(jì)算.
1.電能表的重要參數(shù):
(1)“220V”是指電能表的額定電壓是220V;
(2)“10(20)A”是指這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10安,額定最大電流為20安;
(3)“50Hz”指這個(gè)電能表在50赫茲的交流電路中使用;
(4)“600r/kW· h”指這個(gè)電能表每消耗一度電表盤(pán)轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn).
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考點(diǎn)2 電功率(高頻考點(diǎn))
考點(diǎn)分析:本考點(diǎn)是廣東中考的高頻考點(diǎn),考查的重點(diǎn)是有關(guān)電功率的計(jì)算,考查難度較大,一般都為綜合題,分值比重也較大,備考時(shí)要吃透這個(gè)考點(diǎn).需掌握的知識(shí)點(diǎn):
(1)電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量,用符號(hào)P表示.
(2)電功率大小等于用電器在1秒時(shí)間內(nèi)所消耗的電能。電功率的計(jì)算公式是:P- W/t= UI.
(3)電功率的國(guó)際主單位是:瓦特,用符號(hào)W表示;另一個(gè)常用單位是:千瓦,用符號(hào)kW表示;它們之間的換算關(guān)系是:1kW=1 000W.
(4)額定電壓是指用電器正常工作時(shí)的電壓;額定功率是指用電器在額定電壓下的功率。當(dāng)燈泡的實(shí)際電壓偏高時(shí),燈泡實(shí)際功率會(huì)偏大,燈泡強(qiáng)烈發(fā)光;當(dāng)燈泡的實(shí)際電壓偏低時(shí),燈泡實(shí)際功率會(huì)偏小,燈泡發(fā)光暗淡.
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