新亞洲_5.3.7電熱器

1、你認(rèn)識這些物品嗎你認(rèn)識這些物品嗎? ?這是由于電流通過用電器時用電器發(fā)熱這是由于電流通過用電器時用電器發(fā)熱現(xiàn)象，導(dǎo)致用電器溫度升高現(xiàn)象，導(dǎo)致用電器溫度升高用電器發(fā)燙用電器發(fā)燙 當(dāng)電流通過各種導(dǎo)體時會使導(dǎo)體的溫當(dāng)電流通過各種導(dǎo)體時會使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫度升高，這種現(xiàn)象叫。 各種各樣的各種各樣的電熱器電熱器都是利用都是利用電電流的熱效應(yīng)流的熱效應(yīng)工作的。工作的。電熱器的主要部件是電熱器的主要部件是:發(fā)熱體發(fā)熱體電能電能熱（內(nèi)）能熱（內(nèi)）能 認(rèn)識各種電熱器，找出它們的共同點(diǎn)認(rèn)識各種電熱器，找出它們的共同點(diǎn)電飯煲電飯煲電熨斗電熨斗電熱毯電熱毯電熱電熱 水壺水壺 電吹風(fēng)電吹風(fēng)（1）電能轉(zhuǎn)化為熱能

2、）電能轉(zhuǎn)化為熱能（2）工作原理：電流）工作原理：電流的熱效應(yīng)的熱效應(yīng)1、你還知道哪些電器是利用電流的、你還知道哪些電器是利用電流的熱效應(yīng)工作的？熱效應(yīng)工作的？電流的熱效應(yīng)在生產(chǎn)和生活中廣泛的應(yīng)用。例如：電流的熱效應(yīng)在生產(chǎn)和生活中廣泛的應(yīng)用。例如：電爐、電熨斗、電熱水器、電暖氣等。這些電熱電爐、電熨斗、電熱水器、電暖氣等。這些電熱器具有清潔、無污染、熱效率高，便于控制和調(diào)器具有清潔、無污染、熱效率高，便于控制和調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，給生產(chǎn)和生活提供了極大的便利。節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，給生產(chǎn)和生活提供了極大的便利。但但電流的熱效應(yīng)也有不利的地方，比如電動機(jī)，電電流的熱效應(yīng)也有不利的地方，比如電動機(jī)，電視機(jī)等工作時也會有

3、熱量產(chǎn)生，這既浪費(fèi)了電能，視機(jī)等工作時也會有熱量產(chǎn)生，這既浪費(fèi)了電能，又可能在長時間機(jī)器散熱較差時被燒毀。在遠(yuǎn)距又可能在長時間機(jī)器散熱較差時被燒毀。在遠(yuǎn)距離輸電時，由于輸電線有電阻，不可避免地使一離輸電時，由于輸電線有電阻，不可避免地使一部分電能在輸電線上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而損失。部分電能在輸電線上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而損失。判斷：下列電器哪些是電熱器？哪些不是？判斷：下列電器哪些是電熱器？哪些不是？電風(fēng)扇、電烙鐵、電視機(jī)、電飯鍋、電爐、電風(fēng)扇、電烙鐵、電視機(jī)、電飯鍋、電爐、電腦、電熨斗。電腦、電熨斗。電烙鐵電烙鐵電飯鍋電飯鍋電爐電爐電熨斗電熨斗 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無污染、熱效率高、方便無污染、熱效率高、方便控制和調(diào)

4、節(jié)溫度?？刂坪驼{(diào)節(jié)溫度。 二二. .電流熱效應(yīng)的利與弊電流熱效應(yīng)的利與弊 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在家庭電路中，由于長期的在家庭電路中，由于長期的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的絕緣層會加速老絕緣層會加速老化甚至?xí)龤Ы^緣層而引發(fā)火災(zāi)化甚至?xí)龤Ы^緣層而引發(fā)火災(zāi)； 同時，由于電流熱效應(yīng)，會同時，由于電流熱效應(yīng)，會影響家電的使用性能和壽命。影響家電的使用性能和壽命。防止措施：防止措施：加裝散熱系統(tǒng)（如散熱電扇）加裝散熱系統(tǒng)（如散熱電扇）或?yàn)榱烁蒙岫貏e設(shè)計的結(jié)構(gòu)或?yàn)榱烁蒙岫貏e設(shè)計的結(jié)構(gòu)3、電爐在通電時熱得發(fā)紅，而連在、電爐在通電時熱得發(fā)紅，而連在一起的銅導(dǎo)線為何不怎么燙。據(jù)你猜一起的銅導(dǎo)線

5、為何不怎么燙。據(jù)你猜測可能與什么有關(guān)？測可能與什么有關(guān)？電流強(qiáng)弱電流強(qiáng)弱 (I)電阻大小電阻大小 (R)通電時間通電時間 (t) 二、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱二、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少與哪些因素有關(guān)？量的多少與哪些因素有關(guān)？話題一話題一:要探究要探究電流電流I 、電阻電阻R、時間時間t三者對電流產(chǎn)熱三者對電流產(chǎn)熱Q多少，你想用什么樣的科學(xué)研究方法多少，你想用什么樣的科學(xué)研究方法控控制制變變量量法法1、控制電流、控制電流I 、時間、時間t相同：相同：研究研究電阻電阻R變化變化 對對電熱電熱Q的影響的影響2、控制電阻、控制電阻R、時間、時間t相同：相同：研究研究電流電流I變化對變化對電熱電熱Q的

6、影響的影響3、控制電阻、控制電阻R、電流、電流I相同：相同：研究研究時間時間t變化對變化對電熱電熱Q的影響的影響話題二：話題二：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱其中所產(chǎn)生的熱既電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱其中所產(chǎn)生的熱既看不見也摸不著如何測量呢？看不見也摸不著如何測量呢？既看不見也摸不既看不見也摸不著的科學(xué)量著的科學(xué)量既看得見也能既看得見也能測量的科學(xué)量測量的科學(xué)量讓電流產(chǎn)生的熱量被水吸收，通過觀察一定讓電流產(chǎn)生的熱量被水吸收，通過觀察一定質(zhì)量的水升溫變化來判定產(chǎn)熱多少。質(zhì)量的水升溫變化來判定產(chǎn)熱多少。長時間才能測出的長時間才能測出的定量科學(xué)量定量科學(xué)量短時間也可作出定短時間也可作出定性判定的科學(xué)量性判定的科學(xué)量水短時間

7、內(nèi)升溫慢，可觀察一定體積的水短時間內(nèi)升溫慢，可觀察一定體積的水吸熱升溫膨脹情況。水吸熱升溫膨脹情況。哪么是否有比水還要膨脹的快的物質(zhì)呢？哪么是否有比水還要膨脹的快的物質(zhì)呢？煤油煤油空氣空氣從測水溫變化到觀察水的熱膨脹從測水溫變化到觀察水的熱膨脹（小導(dǎo)管中的液面高度變化）（小導(dǎo)管中的液面高度變化）實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)次次數(shù)數(shù)條條 件件現(xiàn)現(xiàn) 象象 結(jié)結(jié) 論論 電流電流/A 電阻電阻/通電時通電時間間/s煤油上升煤油上升的高度的高度/cm電熱與哪電熱與哪些因素有些因素有關(guān)關(guān)甲甲 乙乙 甲甲乙乙甲甲乙乙 甲甲 乙乙 1 2 3 電熱大小與電熱大小與電流電流、電阻電阻和和通電時通電時間間有關(guān)，且有關(guān)，且電流越大，電

8、阻越大，電流越大，電阻越大，通電時間越長，電熱越大通電時間越長，電熱越大 。 1840 年年 , 英國科學(xué)家英國科學(xué)家焦耳焦耳通過實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：研究發(fā)現(xiàn)： 電流通過電阻時產(chǎn)生電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量的熱量, , 跟跟電流的平方電流的平方成成正比正比, , 跟跟電阻電阻成成正比正比, , 跟跟通電時間通電時間成成正正比。比。 Q=I2Rt其中：其中：I通過導(dǎo)體的電流，單位：安（通過導(dǎo)體的電流，單位：安（A）；）； R導(dǎo)體的電阻，單位：歐（導(dǎo)體的電阻，單位：歐（）；）； t通電時間，單位：秒（通電時間，單位：秒（S） Q電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，單位：焦（電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，單位：焦

9、（J）焦耳定律的表達(dá)式：焦耳定律的表達(dá)式： Q = I2 R t例：在例：在1分鐘內(nèi)，通過電阻為分鐘內(nèi)，通過電阻為50歐姆的歐姆的電熨斗的電流為電熨斗的電流為2安培，則電熨斗產(chǎn)生安培，則電熨斗產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？的熱量是多少焦耳？解：解： Q=IQ=I2 2RtRt= =（2 2安）安）2 25050歐歐6060秒秒=1.2 =1.2 10104 4焦焦答：電熨斗產(chǎn)生的熱量是答：電熨斗產(chǎn)生的熱量是1.2 1.2 10104 4焦耳。焦耳?！纠}【例題1】 有一種新型的炊具叫做電壓力鍋，它有一種新型的炊具叫做電壓力鍋，它用電加熱，又具有壓力鍋的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示是一用電加熱，又具有壓力鍋的優(yōu)點(diǎn)。如

10、圖所示是一只壓力鍋的銘牌，問該壓力鍋正常工作只壓力鍋的銘牌，問該壓力鍋正常工作15分鐘能分鐘能夠產(chǎn)生多少熱量？夠產(chǎn)生多少熱量？電壓力鍋電壓力鍋SUPORSUPORCYKB50-2ACYKB50-2A額定電壓：220V 額定容量：5.0L額定頻率：50Hz 額定功率：900W集團(tuán)有限公司集團(tuán)有限公司 制造產(chǎn)地：湖北武漢 地址：武漢新華下路211號電話：當(dāng)它處于正常解：當(dāng)它處于正常工作狀態(tài)時工作狀態(tài)時I=P/U=900W/220V4.09AR=U/I=220V/4.09A=53.8 Q=I2Rt= (4.09A)253.81560S 8.1105J本題還有別的本題還有別

11、的方法求解嗎方法求解嗎? ?因?yàn)樵撚秒娖靼央娔苋哭D(zhuǎn)化成了熱能因?yàn)樵撚秒娖靼央娔苋哭D(zhuǎn)化成了熱能,所以所以:Q=W=Pt=900W1560S=8.1105J像這樣把電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的用電器像這樣把電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的用電器有時我們稱其為有時我們稱其為純電阻純電阻電路。電路。如電熱器、白熾燈等。如電熱器、白熾燈等。純電阻電路中，電熱正好等于電功純電阻電路中，電熱正好等于電功電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時都會發(fā)熱，哪種電電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時都會發(fā)熱，哪種電器可以認(rèn)為將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)（熱）能？器可以認(rèn)為將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)（熱）能？若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，即若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，即Q=W時

12、，時，我們我們能否利用電功公式和歐姆定律來推導(dǎo)焦耳定律呢？能否利用電功公式和歐姆定律來推導(dǎo)焦耳定律呢？Q=W=UIt=I2Rt Q=W又根據(jù)歐姆定律又根據(jù)歐姆定律 U=I IR WUIt電能轉(zhuǎn)化成熱能和機(jī)械能電能轉(zhuǎn)化成熱能和機(jī)械能電吹風(fēng)機(jī)電吹風(fēng)機(jī) ：電熨斗：電熨斗： 電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能1、電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時，、電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時，2、電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能時，、電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能時，Q=I2Rt = W=Pt =UItQ=I2Rt W=Pt =UIt1、電流做多少功，就是消耗多少電能，、電流做多少功，就是消耗多少電能，也就是將多少電能轉(zhuǎn)化成也就是將多少電能轉(zhuǎn)化成其他其

13、他形式的能。形式的能。2、純電阻電路中純電阻電路中，電流做多少功，就是將，電流做多少功，就是將多少電能轉(zhuǎn)化成多少電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能內(nèi)能。顯然，我們希望熱量更多的集中在電爐顯然，我們希望熱量更多的集中在電爐的發(fā)熱體上，而不是與電爐相連的導(dǎo)線的發(fā)熱體上，而不是與電爐相連的導(dǎo)線上。根據(jù)今天所學(xué)的焦耳定律上。根據(jù)今天所學(xué)的焦耳定律Q=IQ=I2 2RtRt ，你對你對發(fā)熱體和導(dǎo)線的材料發(fā)熱體和導(dǎo)線的材料有何建議？有何建議？發(fā)熱體：電阻率大，熔點(diǎn)高，發(fā)熱體：電阻率大，熔點(diǎn)高，(不易氧化不易氧化)導(dǎo)線：導(dǎo)線：電阻率小，熔點(diǎn)高電阻率小，熔點(diǎn)高問題問題1. 燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過燈泡接入電路中時，燈泡

14、和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么這是為什么? ?分析：因?yàn)殡娋€和燈分析：因?yàn)殡娋€和燈串聯(lián)串聯(lián)，通過它們的電流是一樣大，通過它們的電流是一樣大，又因?yàn)橛忠驗(yàn)殡娋€的電阻比燈的小電線的電阻比燈的小得多，所以根據(jù)焦耳定律得多，所以根據(jù)焦耳定律QI2Rt可知，在相同時間內(nèi)可知，在相同時間內(nèi)電流通過電線產(chǎn)生的熱量比電流通過電線產(chǎn)生的熱量比通過燈產(chǎn)生的熱量小得多。通過燈產(chǎn)生的熱量小得多。因此，燈泡熱的發(fā)光，而電因此，燈泡熱的發(fā)光，而電線卻感覺不到熱。線卻感覺不

15、到熱。電路中負(fù)荷過電路中負(fù)荷過大有什么危險？大有什么危險？為什么？為什么？電路中負(fù)荷過大時，使電路中電流增大，電路中負(fù)荷過大時，使電路中電流增大，按按Q=IQ=I2 2RtRt計算，容易引起線路發(fā)熱，甚計算，容易引起線路發(fā)熱，甚至燒毀線路。至燒毀線路。1.電熱器接在電熱器接在220伏的電源上，它的電阻是伏的電源上，它的電阻是55歐，歐，通電通電10分鐘產(chǎn)生多少熱量？分鐘產(chǎn)生多少熱量？利用歐姆定律算出通過電熱器的電流利用歐姆定律算出通過電熱器的電流 I=U/R=220伏伏/55歐歐=4安安 再根據(jù)焦耳定律算出通電再根據(jù)焦耳定律算出通電10分鐘產(chǎn)生的熱量分鐘產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt=(4安安)2

16、55歐歐600秒秒 = 5.28105焦焦答：電熱器答：電熱器10分鐘產(chǎn)生的熱量分鐘產(chǎn)生的熱量5.28105焦焦已知：已知： U=220V R=55 歐歐 t=10分分=600秒秒求求：Q 解解：2如圖如圖a、b兩相同容器中分別裝有相等質(zhì)兩相同容器中分別裝有相等質(zhì)量的水，水中的電阻絲阻值分別為量的水，水中的電阻絲阻值分別為R1和和R2，且且R1R2，則閉合開關(guān)，則閉合開關(guān)S后，后，a、b容器中容器中水溫上升較快的是水溫上升較快的是-（ ）A. a容器中的水容器中的水 B. b容器中的水容器中的水 C. a、b容器中的水溫上升快慢一樣容器中的水溫上升快慢一樣 D. 無法判斷無法判斷3.一臺電風(fēng)扇

17、，其線圈電阻約為一臺電風(fēng)扇，其線圈電阻約為5歐，現(xiàn)接歐，現(xiàn)接入入220伏電路中，正常工作時電流約為伏電路中，正常工作時電流約為4安安 ， 求：求：（1）1分鐘電風(fēng)扇產(chǎn)生多少熱量？分鐘電風(fēng)扇產(chǎn)生多少熱量？（2）1分鐘內(nèi)有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？分鐘內(nèi)有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？CFXB型型“220V1100W”電飯煲有兩檔電飯煲有兩檔開關(guān)，如圖所示，檔開關(guān)，如圖所示，檔2是高溫?zé)?，檔是高溫?zé)?，檔1是燜飯、是燜飯、保溫。當(dāng)接檔保溫。當(dāng)接檔2時，電路的功率是時，電路的功率是1100瓦；當(dāng)瓦；當(dāng)接檔接檔1時，電路的總功率是時，電路的總功率是22瓦。（虛線框內(nèi)為瓦。（虛線框內(nèi)為電飯煲的簡易原理示意圖）電飯

18、煲的簡易原理示意圖）求：（求：（1）串聯(lián)電阻）串聯(lián)電阻R的阻值；的阻值； （2）接檔）接檔1時時R消耗的功率；消耗的功率； （3）用公式說明檔）用公式說明檔1是否比檔是否比檔2省電。省電。 R0R12220V1、原理： 電熱器電熱器是利用電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來工作的用電器。 2、常見的電熱器：電熱水器、電爐、電烙鐵、電飯鍋、電熨斗、電熱毯等等。 3 3、電熱器結(jié)構(gòu)、電熱器結(jié)構(gòu)主要部分是發(fā)熱體主要部分是發(fā)熱體發(fā)熱體特點(diǎn)：發(fā)熱體特點(diǎn)：電阻率大電阻率大 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高思考：我們今天學(xué)習(xí)了什么內(nèi)容？思考：我們今天學(xué)習(xí)了什么內(nèi)容？二、焦耳定律：二、焦耳定律： 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的

19、熱量跟電流的平方電流的平方成成正比正比，跟跟導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻成成正比正比，跟，跟通電時間通電時間成成正比正比； 其表達(dá)式：其表達(dá)式： Q =I2 R t單位：單位：I安，安，R歐，歐，t 秒，秒，Q焦；焦；對于純電阻用電器，電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，可以用對于純電阻用電器，電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，可以用下面的公式進(jìn)行計算：下面的公式進(jìn)行計算：Q=W= UI t= (U2/R)t= I2Rt=Pt。注意注意對于不是純電阻用電器，因?yàn)殡娔苤挥胁糠洲D(zhuǎn)化為對于不是純電阻用電器，因?yàn)殡娔苤挥胁糠洲D(zhuǎn)化為熱量，因此：熱量，因此：QW，計算熱量只能用，計算熱量只能用Q =I2Rt，計算，計算電功用電功用W= UI

20、t = (U2/R)t= I2Rt=Pt 。練習(xí)：練習(xí)：1、下列家用電器，銘牌上的字樣為、下列家用電器，銘牌上的字樣為“220V 40W”，其中產(chǎn)生熱量最多的是其中產(chǎn)生熱量最多的是 （ ）A A、普通燈泡、普通燈泡 B B、電風(fēng)扇、電風(fēng)扇 C C、電烙鐵、電烙鐵 D D、一樣多、一樣多C2、燈泡的燈絲斷了搭上以后，燈會比原來更亮原因是、燈泡的燈絲斷了搭上以后，燈會比原來更亮原因是 。燈絲搭上以后燈絲粗了，電阻小了燈絲搭上以后燈絲粗了，電阻小了3、“220V 1000W“的電動機(jī)，起線圈的電阻為的電動機(jī)，起線圈的電阻為4當(dāng)它當(dāng)它正常工作時，通電正常工作時，通電1小時產(chǎn)生的熱量是多少？小時產(chǎn)生的熱

21、量是多少？已知：已知：U=220V W = 1000W t =3600S求：求：Q = ？解解 7：I I =P/U =1000W / 220V =50/11AQ = I I2Rt=（50 / 11A）2 4 3600S=2.97 105J 答：略答：略4.電熱器與一只阻值為24的電阻串聯(lián)后接在電壓恒定電源的兩端，通電后電熱器的實(shí)際功率為額定功率的1 / 25，電路上的電流為A，若去掉電阻，將電熱器直接接到電源上，則電熱器的功率恰好為額定功率。求（1）電熱器與電阻串聯(lián)工作時，電阻兩端的電壓。（2）電源電壓 （3）電熱器的額定功率如圖所示電路，電源電壓不變，電加熱器電阻為如圖所示電路，電源電壓不變，電加熱器電阻為16歐并保持不變。電加熱器歐并保持不變。電加熱器Q放入裝有一定質(zhì)量水的燒放入裝有一定質(zhì)量水的燒杯杯M中。當(dāng)開關(guān)中。當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑