【精准解析】高中物理人教版选修1-1教师用书：第1章6、电流的热效应含解析

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六、电流的热效应

学习目标

知识脉络

1.知道电流的热效应跟哪些因素

有关．(重点)

2．学会用焦耳定律解决一些实际

问题．(重点、难点)

3．知道生活中应用焦耳定律的例

子．(重点)

4．掌握节约电能的一些方法．

一、电阻与电流的热效应

1．焦耳定律

(1)电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正

比．

(2)公式：Q＝I2Rt．

(3)单位：焦耳，符号：J．

2．热功率：把电热器单位时间内消耗的电能叫做热功率．

P＝

＝I2R，单位：瓦，符号：W．

3．额定功率是指用电器正常工作时的功率，这时加在用电器两端的电压叫额

定电压，通过用电器的电流叫额定电流．

4．能量转化

(1)电流通过电动机时，电能主要转化成机械能，只有一部分转化成内能，这

时电功率大于热功率．

(2)电流通过白炽灯泡时，电能全部转化成内能，这时电功率等于热功率．

二、白炽灯

1．白炽灯的工作原理

利用电流的热效应，使通电的金属丝温度升高，达到白热，从而发光．

2．内部环境

为了避免高温下金属丝迅速氧化折断，灯泡要抽成真空或充入惰性气体．

1．思考判断

(1)电流通过导体时产生热量叫电流的热效应． (√)

(2)电热器的电阻越大，热功率一定越大． (×)

(3)电流通过电风扇时，电能全部转化为机械能． (×)

(4)日光灯是白炽灯． (×)

(5)白炽灯泡的电功率越大，灯丝越粗． (√)

(6)白炽灯在发光时的电阻与不发光时相同． (×)

2．某电阻的阻值为 5 Ω，通过的电流为 2 A，则它在 10 s 的时间内产生的热

量为(　　)

A．100 J　　　　　　 B．200 J

C．20 J D．2 J

B　[由焦耳定律：Q＝I2Rt＝22×5×10 J＝200 J，故B正确．]

3．(多选)下列家用电器在工作时，主要利用电流热效应的是(　　)

A．电熨斗 B．电冰箱

C．吸尘器 D．电饭煲

AD　[电熨斗是利用电流做功产生的热量来熨烫衣物的，故主要利用了电流的

热效应，故A正确．

电冰箱是利用电流做功压缩制冷剂，使制冷剂液化，当制冷剂再通过冷凝管

时体积膨胀气化而带走冰箱内的热量，故电流做功的过程中电能主要转化为机械

能，故B错误．

吸尘器是通过电流做功带动风扇转动而形成风，从而把灰尘吸进吸尘器，故

主要是将电能转化为机械能，故C错误．

电饭煲是利用电流流过电热丝时释放的热量来对食物进行加热，故主要利用

了电流的热效应，故D正确．]

4．一台直流电动机的额定电压为 U，额定功率是 P，电动机内电枢导线的电

阻为 R，那么它正常工作时的电流是(　　)

A．等于

B．等于

C．大于

D．大于

B　[由于电动机电路不是纯电阻电路，则U>IR，所以选项 A、C不正确．电

动机的额定功率 P是电动机正常工作时的输出功率，P＝IU，所以 I＝

，故选项 D

不正确，选项 B正确．]

电流热效应的理解及计算

1.电流热效应

电流通过导体的时候，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞．由

于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得的动能，不断地传递给金属正离子，

使金属正离子的热振动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高．这就是电流

的热效应，电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能．

2．电热的探究

(1)思路：控制变量法．

(2)可能因素：电流、电阻、通电时间．

(3)方法

①电流、通电时间相同，探究电热与不同电阻的关系．

②电阻、时间相同，通入不同的电流，探究电热与电流的关系．

③电流、电阻相同，通电时间不同，探究电热与通电时间的关系．

3．对焦耳定律的理解

(1)焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出来的，不能认为是用

电学公式推导出来的，它适用于所有电路中的发热计算．

(2)焦耳定律公式的理解：在电流和电阻相同时，热量与时间成正比；在电阻

和时间相同时热量与电流的平方成正比；在电流和时间相同时热量与电阻成正

比．如串联的两个用电器由于电流是相等的，在时间相等的情况下，谁的电阻大

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