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电热丝的产热量没法直接测量怎么办?电热与电流、电阻和通电时间有关

编辑:求医网      来源:求医网      电流   电热   电视   热量   定律

2023-08-19 05:01:54 

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同学们好,本次讲座我们来学习焦耳定律。 首先,我给大家举个例子。 周末,你偷偷在家看了一会儿电视,突然听到爸爸开门,你赶紧关掉电视。 但你爸爸根本不需要问你,他只是摸了摸电视背面就知道你有没有看过,然后就把你打了,你知道为什么吗?

老式电视

当我在课堂上谈到这件事时,有学生说我在电视上放了冰块,让你可以随意观看。 这学生真有才华,不过你就不怕电视坏掉吗? 上述例子表明,电视机在工作时会产生热量。 当然,有很多电器在工作时也会产生热量。 即使是冷藏的冰箱也会产生热量。 这充分说明,当电流通过有电阻的导体时,总会有一部分电能转化为内能,使导体发热,称为电流的热效应。 那么我们可以思考以下几个问题:

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思考

1、电热丝发热与哪些因素有关?

通过思考我们知道电热与电流、电阻和传导时间有关。

2、无法直接测量电热丝的发热量怎么办?

这里又会用到转换的方法。 将电热量转换成温度计示值的变化,使之一目了然。

3、电流产生的热量受多种因素影响。 我们使用什么研究方法?

这位同学肯定知道是控制变量法,但是如何探索呢?

(1)当控制电流和通电时间一定时,探究电阻与电热的关系。

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电路原理图

这个电路很简单,R1>R2,因为是串联电路,电流相等,而且在同一个电路中,时间也相同,这样就达到了控制变量的目的,然后我把装有温度计的瓶子里的电阻器就可以了。 通过观察可以看出,R1对应的温度计读数上升较多,可以得出结论,当电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的电热就越多。

(2)当控制电阻和通电时间一定时,探究电流与电热的关系。

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电路原理图

因为要使电阻相同而使电流不同,所以设计电路如上图所示。 这是一个复杂的电路,既可以串联,也可以并联,R1=R2,但I1>I2,正好满足条件。 观察可以看出,R1对应的温度计读数上升较多,可以得出,当电阻和通电时间一定时,电流越大,产生的电热就越多。

4.焦耳定律的内容是什么?

这必须用文字来描述:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比导体发热,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。

焦耳定律公式

让我们找一个简单的例子来应用它。

例1:通过水壶的电流为2A,电阻为110Ω,求2分钟内产生的热量Q。

这个很简单,就是帮助你熟悉公式求医网资讯,将其代入解中即可,答案是Q=。

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计算公式

例2:电吹风接入家用电路,U=220V,I=2A,电阻为80Ω。 求2分钟内消耗的功率W和产生的热量Q?

分析:本题属于典型题,可以帮助学生区分电功率和电热。

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计算公式

可见W>Q,也就是说只有部分电功转化为电热。 我们之前说过纯电阻电路中W=UIt=I2Rt,也就是说所有的电能都转化为电热。 看到这里,同学们一定会有疑问。 显然,后两个公式是由欧姆定律推导出来的,那么为什么它们只能用在纯电阻电路中呢? 这个问题问得非常好。 你观察到例 2 中的 U、I 和 R 满足欧姆定律吗? 显然U不等于IR,所以欧姆定律只适用于纯电阻电路,这一点必须理解。

综上所述,我们可以做一个总结,如下图所示:

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总结

好了,今天的课就到这里了。 希望同学们能够学到一些东西。 有不懂的可以随时留言问我。 夜已深了,老师也休息了。 同学们晚安!

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