电热与焦耳定律.

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1、 办学理念:把您的孩子当成我们的孩子！ 龙文教育中小学生个性化教育集团龙文教育学科教师辅导讲义课 题电热与焦耳定律和生活用电教学目标1、 知道什么是电流的热效应2、 掌握焦耳定律3、 掌握电功及电功率的计算重点、难点焦耳定律、电功及电功率的计算考点及考试要求焦耳定律、电功及电功率的计算教学内容知识梳理、当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q（如电热器，电阻就是这样的）。如果电流做功时、不仅把电能转化为内能，同时还转化为其他形式的能时。此时，电功大于产生的热：即WQ。计算产生的热量只能用：Q= I 2Rt 计算电功只能用：W = U I t（如电动

2、机工作时）电热与焦耳定律 （1）电流的热效应，当导体中有电流通过时，导体要发热，这种现象叫电流的热效应。 （2）焦耳定律：实验表明，通电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。 焦耳定律的公式： （3）纯电阻型电路中，电流做的功全部转化为内能。即 （4）电热的分配：对纯电阻电路，串联时： 并联时： 纯电阻电路中，由于，所以电热分配 串联时： 并联时： 2. 电热器 （1）电热器的工作原理 电热器是利用电流热效应制成的加热设备。电热器的主要构件部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，发热体的形状根据需要可做成线状、管状、片状等。 （2

3、）电热的利用 有效地利用电热给人们带来了极大的便利，其最大优点是人们可以很方便地控制和调节温度，下面介绍几个常见的电热器； 电熨斗：用来熨烫衣服使之平整的电热器。电熨斗按结构和功能分为普通型、调温型、喷雾型等。普通型电熨斗的基本构件是：发热体、底板、外壳、手柄等。在普通电熨斗上加上调温器和控温指示灯就构成调温型电熨斗，在调温型电熨斗上加上喷雾装置就构成了喷雾型电熨斗。发热体是电熨斗的核心构件，一种是在云母板上均匀绕上电热丝，叫做云母电热芯。另一种是在金属管内装入螺旋状电热丝，再填充氧化镁粉制成，叫做电热管。红外线电熨斗则是把电热丝嵌在碳化硅板的槽内，碳化硅辐射红外线。电饭锅：用来煮饭的电热器。

4、常见的电饭锅类型有，保温式自动电饭锅、定时启动保温式自动电饭锅、低压定时启动式自动电饭锅、电子电饭锅等。保温式电饭锅由发热体、磁钢限温器、双金属片恒温器等组成，当电饭锅内温度达到103时，磁钢限温器切断电路，停止加热。当电饭锅内温度下降到60左右时，会自动转入保温过程，这个过程由双金属片恒温器来控制。 电子式电饭锅是带有微电脑控制器的电饭锅，整个烧饭、煮饭、焖饭过程由预先设计的程序自动进行 3. 电热的防止 电热在某些地方会给人们带来危害和损失，在电动机中，电热过大会烧坏绝缘材料，直至烧坏电动机，在电视机里，电热过大会烧坏电子元件，使电视机不能正常工作。在远距离输送电的过程中，电能转化成电热散

5、发到空间损失了一部分电能。为此人们采取了相应的办法： （1）电动机里的导线尽量用电阻率小的材料，外壳做成叶片状增大散热面积，必要时装有风扇加快冷热空气的对流。 （2）电视机的外壳上开有散热窗，给产生电热较多的电子元件安装散热片。 （3）在远距离输送电的过程中，由于输送的电功率一定，由P=UI和Q=I2Rt知，减少输送电流I，便可减少由于电热而散失的电能，所以采用高压输电的方式。 4. 本实验中滑动变阻器的作用： （1）保护电路； （2）改变小灯泡两端的电压，使其分别在额定电压下，略高于额定电压下、略低于额定电压下工作。 5. 在进行实验时注意： （1）电源电压应高于小灯泡的额定电压； （2）电

6、压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作时的电流； （3）滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显； （4）根据串联电路具有分压作用的原理进行判断，准确熟练地调节滑动变阻器，使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压和略低于额定电压三种条件下发光； （5）在连接电路时，开关应断开；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片要放在连入电路电阻最大端。【典型例题】 例1. 一个电炉工作时的电压是220伏，电流是5安，求它在1小时内消耗多少千瓦时的电能？产生多少热量？例2. 两根相同的电热丝，电阻都为R，当它们串

7、联后接在电源上，20分钟可以烧开一壶水，如果把它们并联后接在同一个电源上，烧开同一壶水需_分钟。例3. （烟台市）如图所示是一个理发用电吹风的实物连接简图。其中发热电阻丝的阻值为。求： （1）电吹风吹冷风时，测得插头处电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率为多少？ （2）电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能为多少千瓦时？ 答案：（1）。 电吹风工作时消耗的电功率 （2）电吹风吹热风时，电热丝的功率，总功率。2min消耗电能W=Pt=1012W260s=121440J=0.03kWh 例4. 使用电烙铁时，为了方便，有两档开关，使它工作时处于加热状态和休息时处于保温状态，（电源电压不变）

8、如图所示。求： （1）用公式说明开关S与哪个触点接触使电烙铁处于加热状态。 （2）要求加热功率是保温功率的10倍，则电阻与的比值为多少？ 分析与解答：（1）设电源电压为U，当开关S接触点1时，R1与R2串联，此时的电功率为： 当开关S接触点2时，此时的电功率为： 因为，所以，即开关S接触点2时电烙铁处于加热状态。 （2）加热时只有接入电路，此时的功率为，保温时，都接入电路，此时的功率为：，根据可得：。 例5. 一个加热器和一个滑动变阻器，如图所示连接在220伏的电源上，当滑片P在b端时，把加热器放在484克20的水中，经过2分钟水便沸腾；当滑片P在a端时，把加热器放在同质量和同温度的水中，经过

9、8分钟水沸腾。求： （1）加热器的电阻多大？ （2）滑动变阻器的最大阻值多大？例6：下图是家庭常用的电热水壶。（1）结合你对电热水壶的了解，就电热水壶的结构和使用过程中出现的一些现象，提出一个与物理有关的问题，并给出简要回答。示例：问题：用电热水壶烧水时，壶嘴为什么冒白汽？答：是水蒸气从壶嘴冒出后，遇冷液化形成小水珠的缘故。问题: 。答： 。（1） 暑假里的一天，李红去商店购买电热水壶,售货员给他了一份推销牌电热水壶的宣传广告，其内容如下： 高效、节能、省时、烧一壶水仅用3分钟 ！省时、烧一壶水仅用牌电热水壶电热水壶牌电热水壶优点： 牌电热水壶名牌额定电压220V额定功率1000W容积2L超温

10、保护器熔断温度110牌电热水壶请你根据上面提供的信息，计算：电热水壶正常工作时的电阻是多少？电热水壶正常工作3分钟消耗多少电能？请你估计本地夏季自然界中水的温度为_ ，根据你的估计值，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？C水=4.2103J/(kg ) 气压为1标准大气压根据上述计算结果，请你对上述宣传广告中“电热水壶的优点”有关内容作出评价。并给消费者提一条有益的建议。 参考答案：用电热水壶烧水为什么不能灌的太满？因为水热胀冷缩，水受热膨胀溢出有危险。电热水壶的提手为什么用胶木的？因为胶木是绝缘体和热的不良导体。电源插头处为什么用较好的绝缘材料？防止漏电等。合理即可。 电热水壶的额定功率P=10

11、00W 额定电压U=220V 由P=U 2R得：R=U 2P=（220V）21000W=48.4。（1分） 电热水壶工作3min消耗的电能：W=P t =1000W360S=1.8105J（ 1分） 估计的水温只要在1035之间皆可 （1分） 一壶水的体积V = 2L=2.010-3m3 水的密度=1.0103Kgm3 一壶水的质量m=V=1.0103Kgm32.010-3m3=2 Kg （1分） 若估计的水温按20，用这种电热水壶烧开一壶水需要吸收的热量为：Q=cm（t2 - t1）=4.2103J (kg) 2 Kg （ 100 - 20）= 6.72105J（2分）（水的初温取值范围:1

12、035，吸收的热量范围:（7.565.46）105J均为正确） 电热水壶3min内产生的热量Q=W= 1.8105J，该热量远远小于烧开一壶水所用的热量（或电热水壶3分钟消耗的电能远小于烧开一壶水需要的热量），所以3分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信（1分）。 请消费者慎对宣传广告，购买前要科学分析、充分了解后再买（1分）。答案合理即可。评分标准：本题10分。问2分，问题和解答各1分; 问8分；各步占分见相应小括号内的分值；其中小问对“电热水壶的优点”评价只要答出“3分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信，即可给1分。例7光敏电阻是一种薄膜电子器件，当没有光照射到电阻上时，光敏电阻在电路中相当

13、于断路；当光的照射达到一定强度时，光敏电阻可以在电路中正常工作，并且对应的光敏电阻的阻值随着光源强度的增加而变小。下表是某种光敏电阻的阻值与照度(单位是勒克斯)的关系。取三个完全相同的这种光敏电阻R1、R2、R3组成如图18所示的电路。灯L1标有“4V 4W”的字样，当以第一组照度照射R3，同时以第二组强度照射R1时，灯L1刚好正常发光；当以第一组照度同时照射R1、R3时，灯L1的实际功率为它额定功率的；求：(1)电源电压；(2)当以第一组照度照射R3，同时以第四组照度照射R2时，电流表的示数1A，灯L2刚好正常发光，计算灯L2的额定功率。第一组第二组第三组第四组照度/勒克斯110-4210-4310-4410-4光敏电阻的阻值/欧R 由甲、乙图对灯L1：由甲、乙两图电路中的总电压相等得：由甲图得：由丙图得：【模拟试题】一. 填空题 1. 在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中电阻丝的电阻大，两电阻丝串联后通电产生的热量使甲瓶中的煤油上升得较高，这表明，当_一定时，电阻越大，电流产生的热量越多。2. 接上题，当减小串入电路中的滑动变阻器的阻值时，会使甲瓶（或乙瓶）中的煤油上升得更快，这表明，当_、_一定时，电流越大，电流产生的热量越多。 3. 电饭锅是利用电流的_效应工