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1、15.3 电热器电流的热效应电暖气电暖气电热油汀电热油汀电热毯电热毯电流的热效应：电流的热效应：当电流通过导体时会发热，将当电流通过导体时会发热，将电能电能直接转化为直接转化为内能内能。电热器：电热器：利用电流热效应工作的装置。利用电流热效应工作的装置。电水壶电饭锅电饭锅发热体：发热体：安全保护安全保护电阻率大、熔点高电阻率大、熔点高电能电能内能内能微波炉是电热器吗？微波炉是电热器吗？一、一、电热器器【结构特点结构特点】特点：特点：作用：作用：绝缘体：绝缘体：【阅读辨析阅读辨析】1980年巴黎出现了一种被称为年巴黎出现了一种被称为“烹饪烹饪之神之神”的炊具微波炉，其心脏是瓷控的炊具微波炉，其心
2、脏是瓷控管，能产生的每秒管，能产生的每秒24亿亿5千万次的超千万次的超高频率的微波，快速振动食物内的蛋高频率的微波，快速振动食物内的蛋白质、脂肪、水分子等。使分子之间白质、脂肪、水分子等。使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组合。简相互碰撞、挤压、重新排列组合。简而言之，是靠食物本身内部的摩擦生热的原理来烹调的。而言之，是靠食物本身内部的摩擦生热的原理来烹调的。不是不是二、二、电热电流通过用电器产生的热量，用电流通过用电器产生的热量，用Q表示。表示。 电能转化为内能的多少。电能转化为内能的多少。焦（焦（J）如何让电热器产生更多电热？如何让电热器产生更多电热？ B B、同一电热器，通电时间越长，发
3、热越多。、同一电热器，通电时间越长，发热越多。C C、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。A A、电热器通电发热，不通电不发热。、电热器通电发热，不通电不发热。【定义定义】【实质实质】【单位单位】【思考思考】【活动活动】结合生活经验，猜想电热的影响因素。结合生活经验，猜想电热的影响因素。 可能与可能与电流电流有关，有关，I 越大，越大，Q越大越大可能与可能与时间时间有关，有关，t 越大，越大，Q越大越大可能与可能与电阻电阻有关，有关，R越大，越大，Q越大越大实验方案实验方案实验方案实验方案（控制变量法）（控制变量法）1.1.如何反映电热的大小？如何反映电热
4、的大小？（转化法）（转化法）A. .保持保持I、t一定，探究一定，探究Q与与R的关系的关系B. .保持保持R、t一定，探究一定，探究Q与与I的关系的关系2.2.实验需采用哪种研究方法？实验需采用哪种研究方法？3.3.如何控制和测量相关参量，进行实验？如何控制和测量相关参量，进行实验？（物体受热升温）（物体受热升温）三、探究影响三、探究影响电流流热效效应的因素的因素（物体受热膨胀）（物体受热膨胀）4.4.实验中需要哪些实验器材？实验中需要哪些实验器材？探究通电导体产生热量与电阻探究通电导体产生热量与电阻R的大小关系的大小关系 通过电热丝的通过电热丝的 相同时，电热丝的相同时，电热丝的电阻越电阻越
5、，电流产生的电热就越，电流产生的电热就越。【结论结论1 1】多多大大电流和通电时间电流和通电时间探究通电导体产生热量与电流探究通电导体产生热量与电流I的大小关系的大小关系 【结论结论2 2】 电热丝的电热丝的 相同时，通过电相同时，通过电热丝的电流越热丝的电流越，电热就越，电热就越。多多大大电阻和通电时间电阻和通电时间通电导体产生的热量与导体本身的通电导体产生的热量与导体本身的_、通过导体的、通过导体的_以以及及通电时间通电时间有关有关电阻电阻电流电流实验结论实验结论Q与与I、R、t之间存在何种定量关系呢之间存在何种定量关系呢？思考：思考：焦耳定律焦耳定律18401840年，焦耳把环形线圈放入
6、装水的试管内，测量不同电流和年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和电阻时的水温。通过实验他发现：电阻时的水温。通过实验他发现：导体在一定时间内放出的热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。四年之后，俄国物理学家楞次进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正国物理学家楞次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定律。焦耳活到了七十一岁。确性。因此该定律称为焦耳定律。焦耳活到了七十一岁。18891889年年1010月月1111日焦耳在索福特逝世。他一生日焦耳在索福特逝世。他一生用近四
7、十年的时间探索用近四十年的时间探索“功和热量功和热量”之间关系之间关系”，不畏艰难，呕心沥血。，不畏艰难，呕心沥血。他的事迹非他的事迹非常感人，后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。常感人，后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻日生于英国曼彻斯特。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，斯特。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，焦耳认没有受过正规的教育。青年时期，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了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焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学
8、习了数学、哲学和化学。数学、哲学和化学。电流通过导体产生的热量与电流的平方成电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。成正比。揭示了电热的计算方法。揭示了电热的计算方法。Q=I2Rt焦（焦（J) )1J=1A2sA. .实验定律实验定律普遍适用普遍适用于各种电路电热计算。于各种电路电热计算。B. .注意注意Q与与R、I、t的的“同体、同时性同体、同时性”关系。关系。C. .落实落实Q与与R、I、t的单位的单位“统一性统一性”原则。原则。【内容内容】【意义意义】【公式公式】【单位单位】【说明说明】四、焦耳定律四、焦耳定律通
9、过导体的通过导体的电流电流单位：安（单位：安（A）导体的导体的电阻电阻单位：欧（单位：欧（）通电通电时间时间单位：秒（单位：秒（S）电流所产生的热电流所产生的热量，简称量，简称“电热电热”单位：焦耳（单位：焦耳（J）【例题例题1】：某电热器电阻丝的电阻是某电热器电阻丝的电阻是2千欧，当千欧，当0.5安的电流通过时，安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？分钟产生的热量是多少焦？ 解：解：Q= I2Rt=(0.5A)2 2000 60S=3 104J答：答：产生的热量是产生的热量是3 104J练习：练习：某电热器电阻丝的电阻为某电热器电阻丝的电阻为55欧欧,接入接入220V的电路中的电路中,在
10、在10分钟内分钟内（1）产生多少热量）产生多少热量?（2）电流做了多少功？）电流做了多少功？【练练习习】：一一台台电电动动机机正正常常工工作作时时线线圈圈两两端端的的电电压压为为380V，线线圈圈的电阻为的电阻为2欧欧，线圈中的电流为线圈中的电流为10A，若这台电动机正常工作若这台电动机正常工作1s钟钟。 求求：( (1) )消耗的电能消耗的电能W；( (2) )产生的热量产生的热量Q。 ( (2) )QI2Rt( (10A) )221s200J解：解：( (1) )WUIt 380V10A1s3800J答：答：消耗的电能是消耗的电能是3800J；产生的热量是产生的热量是200J。在非纯电阻电
11、路中，在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，W=UIt 求得的求得的是消耗的是消耗的总总电电 能；能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能公式求得的是在总电能中转中转化为化为 内能内能部分部分的的能量。能量。电功与与电热的关系（电功与与电热的关系（W与与Q的关系）的关系） 用电器用电器电能电能机械能机械能内能内能其他能其他能W=UItQ=I2Rt在纯电阻电路在纯电阻电路(电热器电路电热器电路)中：中：即：即：W QW=UIt=U2t/R=I2RtQ=I2Rt=U2t/R=UItW = Q【辨析辨析】五、焦耳定律五、焦耳定律电热油汀电热油汀电热蚊香电热蚊香电水壶电水壶电熨斗电熨斗
12、电暖器电暖器电炉电炉电热的作用电热的作用：有利的一面有利的一面电热的作用电热的作用：有害的一面有害的一面加快散热的方法三：加快散热的方法三：散热风扇散热风扇加快散热的方法二：加快散热的方法二：散热孔散热孔加快散热的方法一：加快散热的方法一：散热片散热片课课 堂堂 小小 结结一、知道电流的热效应；知道一般电热器的发热原理；一、知道电流的热效应；知道一般电热器的发热原理；电流热效应、电热器发热原理、电流热效应、电热器发热原理、二、探究决定电热的因素、理解并正确运用焦耳定律二、探究决定电热的因素、理解并正确运用焦耳定律电热与什么因素有关、焦耳定律、公式、单位；电热与什么因素有关、焦耳定律、公式、单位；焦耳定律的适用条件、电热的计算，电热与电功的关系焦耳定律的适用条件、电热的计算，电热与电功的关系作业作业:1.复习本课内容复习本课内容2.校本作业校本作业14-3
