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Q = I^2Rt(普遍适用)
Q = W=UIT=I^2Rt=u^2/R×t(只适用于电热器)
式中:I —通过导体的电流,单位是安培(A);
R——导体的电阻,单位是欧姆;
t ——电流通过导体的时间,单位是秒(S);
Q——电流在电阻上产生的热量,单位是焦(J)。
一方面,利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务。如在白炽灯中,由于通电后钨丝温度升高达到白热的程度,于是一部分热:以转化为光。发出光亮。另一方面,电流的热效应也有一些不利因素。大电流通过导线而导线不够粗时,就会产生大量的热,破坏导线的绝缘性能,导致线路短路,引发电火灾。为了避免导线过热,有关部门对各种不同截面的导线规定了允许最大通过的电流(安全电流)。导线截面越大,允许通过的电流也越大。(导体的电阻越大,通过导体的电流越小,通电时间越长,电流的热效应就越显著)
【目的和要求】
了解电流的热效应及其简单规律。
【仪器和器材】
学生电源(J1202型或J1202-1型)或干电池、蓄电池(J1203型),定值电阻2个(5欧和10欧各1个),石蜡,火柴,φ0.31毫米漆包线20厘米,导线若干。
【实验方法】
方法一
1.在5欧电阻上涂一层蜡后,把它接到6伏电源上,会看到什么现象?用手摸摸电阻,它是不是在发热?这说明电流通过导体会产生什么效应。
2.在两只电阻上涂厚薄相同的蜡,并接在6伏电源上,观察哪个电阻上的蜡熔化得快,是电阻大的还是电阻小的?哪个电阻上的电流大?电流产生的热量多少与电流大小有什么关系,
3.将两只电阻串联,涂蜡情况相同,接在6伏电源上,观察哪个电阻上的蜡熔化得快些,是电阻大的还是电阻小的。当电流强度相同时,电流产生的热量多少跟电阻大小有什么关系。
4.将10欧电阻涂上一层厚蜡,接在6伏电源上,通电后蜡开始熔化,随着时间的增加,蜡熔化的越多,最后全部熔化。这说明电流产生的热量多少跟通电时间长短有什么关系。
方法二
1.用漆包线在一根火柴头上缠几匝,隔一段距离,再在另一根火柴头上缠更多匝(缠线的匝数之比可为1:10),两火柴要分开。将漆包线两端接在电源上。通电后,观察哪根火柴先着火。这表明当电流强度相同时,电流产生的热量多少跟电阻大小有什么关系?
2.再用漆包线在一根火柴头缠数匝,先接在4伏电源上,记录下通电后到火柴着火所用的时间。再取一根火柴,用漆包线缠上同样的匝数,接在6伏电源上,记下火柴着火所用的时间。比较这两个时间。当电路电阻一定时,电流产生的热量多少跟通过的电流大小有什么关系?
【注意事项】
1.因实验时电流较大,接通电路的时间要尽可能短,蜡熔化后要立即断开电源。
2.火柴着火后,不仅要立即断开电源,还要把火立即吹灭,以防将漆包线其余部分的漆烧掉。 2100433B
其工作时,电流通过灯丝将电能转化为内能,使其温度升高,当温度升高到2000℃后,灯丝呈现所谓的“白炽”状态(跟铁棒加热到一定程度发红光的道理一样),从而将一部分内能转化为光能.由此可见: 1、白炽灯是...
节能灯又叫紧凑型荧光灯(国外简称CFL灯)它是1978年由国外厂家首先发明的,由于它具有光效高(是普通灯泡的5倍),节能效果明显,寿命长(是普通灯泡的8倍),体积小,使用方便等优点,受到各国人民和国家...
KVA是视在功率,KW是有功功率。高压侧输入应是10KV高压,低压输出是380V,400KVA变压器额定电流电流:I=P/(根号3×U)=400000/(1.732×380)≈608(...
电流热效应(一)
九年级物理教学设计 第 周 第 课时 课 题 电流的热效应 课 型 新授课 主 备 常淑利 副 备 高伟伟 教学目标 1、知识与技能 (1)知道什么是电流的热效应。 (2)知道电流的热效应与导体的电阻,通过导体的电流、通电时间的定性 关系。 2、过程与方法 通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、情感、态度与价值观 通过电热的利用和防止的学习,认识科学是有用的。 教学重点 焦耳定律 教学难点 焦耳定律 教材分析 本节内容分为两部分:第一部分通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关,第 二部分学习焦耳定律的内容和电流的热效应在科研、生产、生活中广泛应用实例。 教科书从能量转化的角度分析了用电器为什么会发热,从而引出了电流的热效应 的概念。知道热效应之后提出:电流产生热量的多少与什么因素有关?然后围绕所 提出的问题展开探究,最后根据探究结果得出焦耳定律的内容、公式、使得知识更 加完整。 教
电流的热效应(加热器和电吹风)
加热器和电吹风 1.(09江苏)下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示, R1和 R2均为电热丝. 求:(1)电烤箱在高温挡正常工作 10min 所消耗的电能; (2)电路中 R1的阻值; (3)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流和 R 1的功率. 2.(09 泰安)右图是某品牌家用电饭锅的工作原理图,已知 R2 的阻值为 44Ω;单独闭合 开关 S 1时,电饭锅处于保温状态,此时的保温功率为 40W 。求: (1)R 1阻值是多少? (2)同时闭合开关 S1、S2,电饭锅工作 1min 消耗多少电能? 3.(09湛江)电吹风是现代家庭的常用电器.如图 4-27 甲所示是电吹风的电路原理图, R是 电热丝, M是带动风扇转动的电动机,湛江三角牌某型号电吹风的主要技术参数如图 4-27 乙所示: (1)当只闭合 S1时,电吹风正常工作,通过电动机的电流为多大 ?(小数点后保留两位
在《电流的热效应:焦耳-楞次定律讲解》的课程中我们知道,电流通过电阻时要做功,将电能转换为热能,电阻会发热,这种现象称为电流的热效应。
这种效应在我们生活中的电器设备中被广泛使用,但因为这种热效应会时刻跟随着电流,所以它有利也有弊。
有利的电流热效应
例如电炉通电后,电炉丝变得发红;白炽灯通电后,一会儿热得烫手;电饭锅通电以后,可以发生米煮成熟饭。这些都是电流热效应的有利应用,这些设备好包括电热水器、电烤箱等等:
另外它的有利应用在工业中也是非常广泛,主要也是用来制造热能。
电流热效应的弊
当大电流通过电导线而导线又不够粗时,就会产生大量的热量,破坏导线的绝缘性能,从而导致多条导线的线路出现短路,引发电气火灾。为了避免导线过热,有关部门对各种不同截面积的电导线缆规定了最大允许电流(安全电流)。
短路电流的热效应是酿成电气火灾的主要原因。因为短路电流很大,通常为工作电流的几倍至几十倍,足以引燃短路点周围的可燃物质,从而导致电气火灾的发生。现在电工在一些电路设计及施工中,采取电气火灾监控系统来尽量减少和控制此类事件的发生及影响。
一些大功率电子元器件在工作中要发热,电动机、变压器等在运行中会产生升温,这也是电磁热效应引起的,温度过高会危机这些设备的安全,所以一般要想方设法采取散热措施,以便延长设备的使用寿命。
生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应 。
电流的热效应在生产上有许多应用,电灯就是利用电流产生的热使灯丝达到高温而发光的,熔丝利用电流产生的热使其熔断而切断电源等等 。
电流的热效应也有其不利的一面,例如消耗能量,使设备温度升高,加速绝缘材料的老化甚至烧坏设备等等,为了避免过热,对各种类型的导线根据其构造上的特点都规定了允许通过的电流最大值:对于各类电气设备,都规定了最大允许功率,即额定功率,或者是规定了额定电压和额定电流。在使用时,应注意不要超过允许值或额定值 。