將用_電熱1（基礎(chǔ)教育）

1、 第1節(jié)電能的獲得和轉(zhuǎn)化1陽山書屋c 第3課時2陽山書屋c(2)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡有什么感覺？為什么？ (1)電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？答案: 發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).問題3陽山書屋c（五）電熱1、電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體會發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)2、實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為熱能4陽山書屋c燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么？燙手不燙手why ？電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？5陽山書屋c演示實驗：實驗裝置 實驗?zāi)康?研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)

2、 實驗原理 當(dāng)電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來一樣高的液柱就會逐漸上升.電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高.我們可以根據(jù)煤油在玻璃管里上升的高度來比較電流產(chǎn)生的熱量觀看實驗裝置實驗演示過程實驗采用煤油的目的：煤油比熱容小，在相同條件下吸熱溫度升高的快：是絕緣體。6陽山書屋c在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多. 在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多. 123實驗分析電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電

3、時間成正比. 7陽山書屋c1、電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體會發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)2、實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為熱能3、焦耳定律：內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比. 公式： Q = I2Rt 單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦注意：熱量跟電流的平方成正比，若通過一個用電器的電流增加到3倍時，它產(chǎn)生的熱量增大到 倍9（五）電熱8陽山書屋c電吹風(fēng)機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？若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，則Q=W思考：電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和機械能電吹風(fēng)機 ：電熨斗：電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能純電阻電路9陽山書屋c4、電

4、熱與電功的區(qū)別：通常情況下電流產(chǎn)生的熱量Q僅是電流所做功W的一部分非純電阻電路： W總 Q純電阻電路：W總=Q5、應(yīng)用：定義：利用電流的熱效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。舉例：電飯褒、電熨斗、白熾燈、電熱毯、電吹風(fēng)、電烤箱等原理：電流的熱效應(yīng)組成：電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金制成優(yōu)點：清潔衛(wèi)生沒有污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度電熱器10陽山書屋c6、電熱的利用和防止(危害)電熱的利用：a、制成電熱器 b、給用電器通電驅(qū)潮電熱的危害： a、燒壞電器 b、使導(dǎo)線絕緣皮老化引起火災(zāi) c、浪費電能防止措施：加快散熱 如加裝散熱系統(tǒng)（如各類電器的散熱孔、散熱片、電腦的散熱風(fēng)扇

5、）或為了更好散熱而特別設(shè)計的結(jié)構(gòu)問題：生活中是怎樣防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的危害的?11陽山書屋c電腦新型散熱器電腦水冷散熱器2電腦水冷散熱器1電腦主板新型散熱風(fēng)扇12陽山書屋c問題：為什么輸送電能時采用高壓輸電?13陽山書屋c電能的輸送由焦耳定律Q=I2Rt知道，在輸電線上由于發(fā)熱而損耗的電能跟電阻成正比，也跟電流的二次方成正比。因此，要減少電能輸送時的損失，就要減小導(dǎo)線的電阻或者減小輸送的電流。要減小導(dǎo)線的電阻，就要使導(dǎo)線粗,這樣要消耗大量的金屬材料，而且會給架線工作增加困難。因此只能從減小輸電電流上想辦法。這就是遠(yuǎn)距離輸電必須采用高電壓的原因。我國采用的輸電電壓有110kV,220kV,330

6、kV和500kV,目前世界上正在試驗的輸電電壓已經(jīng)達(dá)到1 150kV。大型發(fā)電機發(fā)出的電壓有105 kV、138kV、1575 kV、180kV，都不符合遠(yuǎn)距離送電的要求。因此，要在發(fā)電站內(nèi)用升壓變壓器升壓后再向遠(yuǎn)距離送電。如果輸電電壓是220kV或330kV，到了用電區(qū)，先在一次高壓變電所降到110kV，再由二次高壓變電所降到10kV，其中一部分送往需要高壓的工廠，另一部分送到低壓變電所降到220 V380V送給一般用戶 。14陽山書屋c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A、普通燈泡 B、電風(fēng)扇 C、電烙鐵 D、一樣多燈泡的燈絲斷了搭上以后，燈會比原來更亮

7、原因是 。燈絲搭上以后燈絲粗了，電阻小了15陽山書屋c如圖a、b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R1和R2，且R1R2，則閉合開關(guān)S后，a、b容器中水溫上升較快的是-（ ）A.a容器中的水 B.b容器中的水 C.a、b容器中的水溫上升快慢一樣 D.無法判斷16陽山書屋c一臺電風(fēng)扇，其線圈電阻約為5歐，現(xiàn)接入220伏電路中，正常工作時電流約為4安 ， 求：（1）1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)化為機械能？17陽山書屋c兩電阻串聯(lián)在電路中，其R13歐，R26歐，電源電壓6伏，那么在1分鐘時間內(nèi)電流通過各電阻產(chǎn)生的熱量是多少？總共產(chǎn)生了多少熱?兩電阻并聯(lián)在

8、電路中，其R13歐，R26歐，電源電壓6伏，那么在1分鐘時間內(nèi)電流通過各電阻產(chǎn)生的熱量是多少？總共產(chǎn)生了多少熱?18陽山書屋c有三個用電器，其中一個為“220V，60W”的電風(fēng)扇，一個為“220V，60W”的白熾燈，另一個是 “220V，60W”的電熱器，都在額定電壓下工作相同的時間，比較這三個用電器產(chǎn)生的熱量是 A.電風(fēng)扇最多. B.白熾燈最多.C.電熱器最多. D.都一樣. 19陽山書屋c問題1. 燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么?分析：因為電線和燈串聯(lián)，通過它們的電流是一樣大，又因為燈的電阻比電線

9、的大得多，所以根據(jù)焦耳定律QI2Rt可知，在相同時間內(nèi)電流通過燈產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱的發(fā)光，而電線卻感覺不到熱。焦耳定律的應(yīng)用：20陽山書屋c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)線上。根據(jù)今天所學(xué)的焦耳定律Q=I2Rt ，你對發(fā)熱體和導(dǎo)線的材料有何建議？請你當(dāng)回設(shè)計師：發(fā)熱體：電阻率大，熔點高導(dǎo)線：電阻率小，熔點高21陽山書屋c七.知識遷移 練習(xí)鞏固1.下列電器中不屬于電熱器的是( )A 電烙鐵 B電熨斗 C電剃刀D電飯煲22陽山書屋c下列情況中屬于防止電熱危害的是（ ) A 電視機背后有散熱窗 B 家用電器長時間停用,隔斷時間應(yīng)通電

10、一次. C 家庭電路一般安裝自動保護(hù)裝置,當(dāng)電流過 大時,切斷電路 大型爆破工作,用電熱引爆炸藥某導(dǎo)體的電阻是 ，當(dāng)通過的電流為時，min產(chǎn)生的熱量是多少焦解：Q=I2Rt(2A)2260s=480J23陽山書屋c4、應(yīng)用電熱器電熱器是利用電熱的加熱設(shè)備；原理：電熱器的主要組成是發(fā)熱體發(fā)熱體是電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣體上制成的。電的熱效應(yīng)24陽山書屋c 例1：一根60 的電阻絲接在36v的電源上，在5分鐘內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？分析：先利用歐姆定律計算出通過電阻絲的電流，再利用焦耳定律公式計算電流產(chǎn)生的熱量。解：例題25陽山書屋c例2：某電動機上標(biāo)有“220V,2A”它的線圈電阻為5 ，當(dāng)它

11、正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機械能？解：消耗的電能為:W總=UIt=220V2A60S=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(2A)25 60S=120J 得到的機械能為：W機=W總Q=26400J120J=25200J例題26陽山書屋c江蘇科技版27陽山書屋c江蘇科技版28陽山書屋c江蘇科技版29陽山書屋c江蘇科技版30陽山書屋c江蘇科技版31陽山書屋c江蘇科技版32陽山書屋c焦耳定律是反映電流的 效應(yīng)的規(guī)律，即 能轉(zhuǎn)化為 的規(guī)律。一電爐的電阻是100 ，通電時間10秒鐘產(chǎn)生的熱量為4105J,通過這個電爐的電流是

12、A電流通過電風(fēng)扇做功時， 能轉(zhuǎn)化 為能和 能，如果電流做功3.6106J,電風(fēng)扇獲得的機械能一定 3.6106J 練習(xí)33陽山書屋c如圖所示，電源電壓為220V,且保持不變，R為“220V,25W”的電烙鐵，L為“220V,40W”的燈泡，求（1）當(dāng)S閉合時，電烙鐵在1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量；（2）當(dāng)S斷開時，電烙鐵在1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量。220V練習(xí)34陽山書屋c 焦耳在1818年12月24日生于英國曼徹 斯特，他的父親是一個釀酒廠主.焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教育。青年時期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識了著名的化學(xué)家道爾頓.道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo).焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)

13、、哲學(xué)和化學(xué)，這些知識為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ).1840年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測量不同電流強度和電阻時的水溫.通過這一實驗，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強度的平方之積成正比.四年之后，俄國物理學(xué)家楞次公布了他的大量實驗結(jié)果，從而進(jìn)一步驗證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性.因此，該定律稱為焦耳楞次定律.焦耳活到了七十一歲.1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳. back35陽山書屋c36陽山書屋c兩個相同的燒瓶中裝滿煤油分別放入電阻不同的電阻絲通電后導(dǎo)管中的煤油上升轉(zhuǎn)換法37陽山書屋c38陽山書屋c前面兩

14、個現(xiàn)象的解釋1第一個為什么 因為燈泡和電線流過相同的電流，燈泡發(fā)光時的電阻比電線的電阻大得多，根據(jù)焦?fàn)柖?Q = I2Rt 可知，在相同的時間內(nèi)電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻察覺不出來。第二個為什么 大功率的用電器用電線連接在照明電爐中時，由于照明電路的電壓是一定的，從 P = UI 可知，在電線的電阻相同的情況下，跟用電器相連的電線中通過的電流比跟燈泡相連的電線中通過的電流大得多。根據(jù) Q = I2Rt 可知，在相同的時間內(nèi)電流通過跟用電器相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過跟燈泡相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟用電器相連的電線顯著發(fā)熱，有可能燒

15、壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。2討論39陽山書屋c想想議議從前面學(xué)習(xí)知道，額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟桑娮柙酱?，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事？ 根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，電流通過用電器的單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 Q/t = I2R 或 Q/t = U2/R 。其中Q/t = I2R表示通過用電器的電流相等時，用電器電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多； Q/t = U2/R 表示用電器的兩端的電壓相等時，用電器電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。因此，兩者是不矛盾的。40陽山書屋c第23課時 考點整合江蘇科技版41陽

16、山書屋c6、電功率的測量：實驗方法：伏安法測電功率；常用方法：用電能表測電功率；三、焦耳定律：1、內(nèi)容： 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟時間成正比。2、公式：Q=I2Rt3、導(dǎo)出公式：由I=U/R-由W=Pt-Q=(U2t)/RQ=Pt42陽山書屋c43陽山書屋cA直流電源A研究產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系研究產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系44陽山書屋c電飯煲白熾燈泡電暖器電爐子電孵化器電熨斗45陽山書屋c水用管狀電熱器46陽山書屋c設(shè)計實驗:1.將一段銅絲與一段鎳鉻合金絲串聯(lián),并粘上等量的凡 士林,通過觀察凡士林熔化所用的時間長短進(jìn)行比較. (加熱固體)2.在燒瓶A中盛等量的煤油，溫度計顯示煤油

17、的溫 度燒瓶中是銅絲，電阻較小，燒瓶中是鎳鉻 合金絲，電阻較大兩瓶中金屬絲串聯(lián)起來接到電 源上通電一定時間后，比較兩瓶中煤油的溫度變 化 (加熱液體).把兩燒瓶中密閉，中間插入帶有水柱的細(xì)玻璃管, 通觀察管中水柱位置的變化來比較.（加熱氣體）焦電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系（控制變量法 轉(zhuǎn)換法）47陽山書屋c（控制變量法 轉(zhuǎn)換法）條件：現(xiàn)象：結(jié)論：等量煤油，電流相同,時間相同B瓶中溫度上升的多電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。探究實驗：與電阻的關(guān)系科學(xué)靠我們發(fā)現(xiàn)、探究、改進(jìn)-科學(xué)永無止境48陽山書屋c條件：通電時間相同，電阻相同現(xiàn)象：電流大時，溫度上升多結(jié)論：在通電時間一定、電

18、阻相同時，通過的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。與電流的關(guān)系i探究實驗：結(jié)論：在電阻相同，通過電流相同，通電時間越長，產(chǎn)生熱越多。t時間科學(xué)靠我們發(fā)現(xiàn)、探究、改進(jìn)-科學(xué)永無止境49陽山書屋c焦耳定律Q = I R t 熱量 電流 電阻 時間J A S公式：意義：單位：焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 焦耳 (18181889)科學(xué)靠我們發(fā)現(xiàn)、探究、改進(jìn)-科學(xué)永無止境50陽山書屋c探究:電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)?電流通過電阻絲時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體本身的電阻、通過導(dǎo)體的電流以及通電時間有關(guān).猜想:設(shè)計實驗:制定計劃:進(jìn)行實驗:實驗結(jié)論:1.影響因素有多個,應(yīng)當(dāng)選用_法.2.產(chǎn)生的熱量不能直接測量,如何比較產(chǎn)生熱量的多少?R I t控制變量替代法51陽山書屋c判斷：下列電器哪些是電熱器？哪些不是？電風(fēng)扇、電