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1、你认识这些物品吗?,看到这些物品你能想到哪些字?,电,热,电 热 器,1、灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？ 2、电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？,当电流通过各种导体时,会使导体的温度升高，这种现象叫电流的热效应。,各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的。,你能告诉我电热器的能量转化吗？,电能热（内）能,电热器的主要部件是:发热体,讨论,1、你还知道哪些电器是利用电流的热效应工作的？,讨论,2、电流的热效应有什么利和弊？如何防止？,二.电流热效应的利与弊,弊：在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化甚至会烧毁绝缘层而引发火灾；,同时，由于
2、电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。,防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为了更好散热而特别设计的结构,利:可制各种电热器, 如:电取暖器、”热得快”、驱蚊器等. .,3、为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？,讨论,1、提出问题：电流通过导体产生的热量的多少与哪些因素有关？,实验探究,2、建立假设:(1)可能与电阻大小有关,(2)可能与电流大小有关,3、设计实验：,话题一:,要探究电流I 、电阻R、时间t三者对电流产热Q多少，你想用什么样的科学研究方法,控 制 变 量 法,1、控制电流I 、时间t相同：,研究电阻R变化 对电热Q的影响,2、控制电阻R、时间t相同：,研究电流I变化对
3、电热Q的影响,3、控制电阻R、电流I相同：,研究时间t变化对电热Q的影响,话题二：,电流通过导体产热其中所产生的热既看不见也摸不着如何测量呢？,既看不见也摸不着的科学量,既看得见也能测量的科学量,让电流产生的热量被水吸收，通过观察一定质量的水升温变化来判定产热多少。,长时间才能测出的定量科学量,短时间也可作出定性判定的科学量,水短时间内升温慢，可观察一定体积的水吸热升温膨胀情况。,哪么是否有比水还要膨胀的快的物质呢？,煤油,从测水温变化到观察水的热膨胀（小导管中的液面高度变化）,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？,可能跟导体的电阻大小有关,猜测：,在电流I和通电时间t相同时，电阻越大电
4、流产热越多。,可能跟电流大小有关,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？,猜测：,在电阻和通电时间t相同时，电流越大电流产热越多。,可能跟通电时间有关,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？,猜测：,在电阻和电流相同时，通电时间t越长电流产热越多。,1840年，英国的物理学家焦耳通过大量的实验最精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系焦耳定律,三、焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律,其中：I通过导体的电流，单位：安（A）； R导体的电阻，单位：欧（）； t通电时间，单位：秒（S） Q电流通过
5、导体时产生的热量，单位：焦（J）,焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒厂主.焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿.道尔顿给予了焦耳热情的教导.焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础.1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比.四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性.因此，该定律称为焦耳
6、楞次定律. 1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.,焦 耳18181889,思 考,你能猜测出电热器中的发热体是用什么特点的材料制成的吗?,电阻率大,熔点高,不易氧化,【例题】 有一种新型的炊具叫做电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌，问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？,解：当它处于正常工作状态时,I=P/U=900W/220V4.09A,R=U/I=220V/4.09A =53.8,Q=I2Rt= (4.09A)253.81560S 8.1105J,本题还有别的方法求解吗?,因为该用电器把电能全部转化成了
7、热能,所以:,Q=W=Pt=900W1560S =8.1105J,像这样把电能全部转化成内能的用电器有时我们称其为纯电阻电路。,如电热器、白炽灯等。,纯电阻电路中，电热正好等于电功,电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内（热）能？,若电流做的功全部用来产生热量，即Q=W时，我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定律呢？,思考：,Q=W=UIt=I2Rt, Q=W,又根据欧姆定律 U=IR, WUIt,电能转化成热能和机械能,电吹风机 ：,电熨斗：,电能全部转化成内能,1、电能全部转化为热能时，,2、电能没有全部转化为热能时，,Q=I2Rt =,W=Pt,=UIt,
8、Q=I2Rt ,W=Pt,=UIt,小结：,注意:,1、电流做多少功，就是消耗多少电能， 也就是将多少电能转化成其他形式的能。,2、纯电阻电路中，电流做多少功，就是将 多少电能转化成内能。,电能,非电热器 (非纯电阻),热能,其它形式的能,W总=Pt=UIt,Q=I2Rt,W总-Q,电流通过不同电器能量的转换,焦耳定律的应用,1.电热器接在220伏的电源上，它的电阻是55欧，通电10分钟产生多少热量？,利用欧姆定律算出通过电热器的电流 I=U/R=220伏/55欧=4安 再根据焦耳定律算出通电10分钟产生的热量 Q=I2Rt=(4安)2 55欧600秒 = 5.28105焦,答：电热器10分钟
9、产生的热量5.28105焦,已知： U=220V R=55 欧 t=10分=600秒 求：Q 解：,2如图a、b两相同容器中分别装有相等质量的水，水中的电阻丝阻值分别为R1和R2，且R1R2，则闭合开关S后，a、b容器中水温上升较快的是-（ ） A.a容器中的水 B.b容器中的水 C.a、b容器中的水温上升快慢一样 D.无法判断,A,3.一台电风扇，其线圈电阻约为5欧，现接入220伏电路中，正常工作时电流约为4安, 求 （1）1分钟电风扇产生多少热量？ （2）1分钟内有多少电能转化为机械能？,CFXB型“220V1100W”电饭煲有两档开关，如图所示，档2是高温烧煮，档1是焖饭、保温。当接档2
10、时，电路的总功率是1100瓦；当接档1时，电路的总功率是22瓦。（虚线框内为电饭煲的简易原理示意图）求： （1）串联电阻R的阻值； （2）接档1时R消耗的功率； （3）用公式说明档1是否比档2省电。,如图所示电路，电源电压不变，电加热器电阻为16欧并保持不变。电加热器Q放入装有一定质量水的烧杯M中。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于中点时，经4分钟将杯中水烧开（沸腾），电流表的示数为0.6安；将滑片P置于b端，电压表的示数为18伏。求： （1）这时电加热器两端的电压多大？ （2）若烧开初始条件完全相同的一杯水，需要多长时间？,24伏,10.24分钟,6.某电热器内有R1和R2两根电阻丝，在电
11、压不变的情况下，单独接通R1可将热水器内水在15min内烧开，单独接通R2，可将热水器内的水在30min内烧开，问：（1）若将R1、R2并联使用，这些水多少时间才能沸腾？（2）若将R1、R2串联使用，这些水多少时间才能沸腾？,练习： 1、下列家用电器，铭牌上的字样为“220V 40W”，其中产生热量最多的是（ ）,A、普通灯泡 B、电风扇 C、电烙铁 D、一样多,C,2、灯泡的灯丝断了搭上以后，灯会比原来更亮原因是,灯丝搭上以后灯丝粗了，电阻小了,3、“220V 1000W“的电动机，起线圈的电阻为4当它正常工作时，通电1小时产生的热量是多少？,已知：U=220V W = 1000W t =3
12、600S 求：Q = ？ 解 7：I =P/U =1000W / 220V =50/11A Q = I2Rt=（50 / 11A） 4 3600S=697J 答：略,3、“220V 1000W“的电动机，起线圈的电阻为4当它正常工作时，通电1小时产生的热量是多少？,已知：U=220V W = 1000W t =3600S 求：Q = ？ 解 ：I =P/U =1000W / 220V =50/11A Q = I2Rt=（50 / 11A） 4 3600S=697J 答：略,思考题：电热器与一只阻值为24的电阻串联后接在电压恒定电源的两端，通电后电热器的实际功率为额定功率的1 / 25，电路上的电流为A，若去掉电阻，将电热器直接接到电源上，则电热器的功率恰好为额定功率。求（1）电热器与电阻串联工作时，电阻两端的电压。 （2）电源电压 （3）电热器的额定功率,
