2023學(xué)年完整公開課版電熱器

你認識這些物品嗎?看到這些物品你能想到哪些字?電熱電熱器1、燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？2、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？你知道這是為什么嗎？議一議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)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。

各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的。電熱器的主要部件是:發(fā)熱體你能告訴我電熱器的能量轉(zhuǎn)化嗎？電能→熱（內(nèi)）能

認識各種電熱器，找出它們的共同點電飯煲電熨斗電熱毯電熱水壺

電吹風(fēng)（1）電能轉(zhuǎn)化為熱能（2）工作原理：電流的熱效應(yīng)討論1、你還知道哪些電器是利用電流的熱效應(yīng)工作的？討論2、電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？如何防止？

優(yōu)點：無污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。

二.電流熱效應(yīng)的利與弊

缺點：①在家庭電路中，由于長期的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的絕緣層會加速老化甚至?xí)龤Ы^緣層而引發(fā)火災(zāi)；

②同時，由于電流熱效應(yīng)，會影響家電的使用性能和壽命。防止措施：加裝散熱系統(tǒng)（如散熱電扇）或為了更好散熱而特別設(shè)計的結(jié)構(gòu)討論3、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)你猜測可能與什么有關(guān)？電流強弱(I)電阻大小(R)通電時間(t)

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)？話題一:要探究電流I

、電阻R、時間t三者對電流產(chǎn)熱Q多少，你想用什么樣的科學(xué)研究方法控制變量法1、控制電流I

、時間t相同：研究電阻R變化對電熱Q的影響2、控制電阻R、時間t相同：研究電流I變化對電熱Q的影響3、控制電阻R、電流I相同：研究時間t變化對電熱Q的影響話題二：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？既看不見也摸不著的科學(xué)量既看得見也能測量的科學(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。長時間才能測出的定量科學(xué)量短時間也可作出定性判定的科學(xué)量水短時間內(nèi)升溫慢，可觀察一定體積的水吸熱升溫膨脹情況。哪么是否有比水還要膨脹的快的物質(zhì)呢？煤油空氣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）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)呢？一、猜想：二、設(shè)計實驗：電阻時間電流請看演示實驗并思考下面的問題：（1）你看到什么現(xiàn)象？兩個U型管的液面均上升，且右邊的管比左邊的管液面上升的快。（2）你知道為什么會上升嗎？電阻絲通電后→熱量，導(dǎo)致容器內(nèi)氣體體積膨脹→玻璃管液面上升。（3）該實驗的兩個密閉容器中哪些量是相同的？變量是什么？兩電阻絲的通電電流(串聯(lián))和通電時間相同。（4）從上分析你能得出什么結(jié)論？在通電電流和時間相同的情況下，電阻越大，液面高度差大，產(chǎn)生的熱量也越多。探究1請再看演示實驗并思考下面的問題：（1）你看到什么現(xiàn)象？兩個U型管的液面均上升，且左邊的管比右邊的管液面上升的快。（2）這個實驗的條件是什么？實驗中兩電阻絲的電阻和通電時間相同。（3）從上分析你能得出什么結(jié)論？在導(dǎo)體的電阻和時間相同的情況下，通電電流越大，液面高度差大，產(chǎn)生的熱量也越多。

思考探究2接在電路中的兩只相同燈泡，一個是通電10分鐘，另一個是通電20分鐘，哪一個產(chǎn)生的熱量哪一個多？通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量也多。在電流I和通電時間t相同時，電阻Ｒ越大電流產(chǎn)熱Ｑ越多。在電阻Ｒ和通電時間t相同時，電流Ｉ越大電流產(chǎn)熱Ｑ越多。在電阻Ｒ和電流Ｉ相同時，通電時間t越長電流產(chǎn)熱Ｑ越多。

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)、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.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.

焦耳1818~18891840年，英國的物理學(xué)家焦耳通過大量的實驗最精確確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系—焦耳定律三、焦耳定律的內(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。這個規(guī)律叫做焦耳定律焦耳定律可用下面的公式表示：其中：I——通過導(dǎo)體的電流，單位：安（A）；

R——導(dǎo)體的電阻，單位：歐（Ω）；

t——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（J）焦耳定律的表達式：Q=I2Rt三：焦耳定律小結(jié)：1.焦耳定律內(nèi)容：表示電流通過用電器有多少電能轉(zhuǎn)化為熱能。3.單位：2.公式：電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟電阻成正比,跟通電時間成正比。

Q＝I2RtI-安，R-歐，t-秒，Q-焦４．意義：思考

你能猜測出電熱器中的發(fā)熱體是用什么特點的材料制成的嗎?電阻率大熔點高不易氧化【例題1】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。如圖所示是一只壓力鍋的銘牌，問該壓力鍋正常工作15分鐘能夠產(chǎn)生多少熱量？電壓力鍋SUPORCYKB50-2A額定電壓：220V

額定容量：5.0L額定頻率：50Hz額定功率：900W集團有限公司

制造產(chǎn)地：湖北武漢地址：武漢新華下路211號電話：當(dāng)它處于正常工作狀態(tài)時I=P/U=900W/220V≈4.09AR=U/I=220V/4.09A=53.8ΩQ=I2Rt=(4.09A)2×53.8Ω×15×60S≈8.1×105J本題還有別的方法求解嗎?因為該用電器把電能全部轉(zhuǎn)化成了熱能,所以:Q=W=Pt=900W×15×60S=8.1×105J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純電阻電路。如電熱器、白熾燈等。純電阻電路中，電熱正好等于電功電吹風(fēng)機和電熨斗通電時都會發(fā)熱，哪種電器可以認為將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)（熱）能？若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，即Q=W時，我們能否利用電功公式和歐姆定律來推導(dǎo)焦耳定律呢？思考：∴Q=W=UIt=I2Rt∵Q=W又根據(jù)歐姆定律U=IR∵W＝UIt電能轉(zhuǎn)化成熱能和機械能電吹風(fēng)機：電熨斗：電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能1、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，Q=I2Rt=W=Pt=UItQ=I2Rt＜W=Pt=UIt小結(jié)：注意:1、電流做多少功，就是消耗多少電能，也就是將多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。2、純電阻電路中，電流做多少功，就是將多少電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能?！纠}2】電熱器的發(fā)熱體材料的熔點和電阻率有什么要求？運用焦耳定律給予解釋。發(fā)熱體特點：電阻率大、熔點高焦耳定律的應(yīng)用1.電熱器接在220伏的電源上，它的電阻是55歐，通電10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

I=U/R=220伏/55歐=4安再根據(jù)焦耳定律算出通電10分鐘產(chǎn)生的熱量

Q=I2Rt=(4安)2×

55歐×600秒=5.28×105焦答：電熱器10分鐘產(chǎn)生的熱量5.28×105焦已知：

U=220VR=55歐t=10分=600秒求：Q解：2．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R1＜R2，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3.一臺電風(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？４．CFXB型“220V1100W”電飯煲有兩檔開關(guān)，如圖所示，檔2是高溫?zé)?，檔1是燜飯、保溫。當(dāng)接檔2時，電路的功率是1100瓦；當(dāng)接檔1時，電路的總功率是22瓦。（虛線框內(nèi)為電飯煲的簡易原理示意圖）求：（1）串聯(lián)電阻R的阻值；（2）接檔1時R消耗的功率；（3）用公式說明檔1是否比檔2省電。

R0R12220V５．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Q放入裝有一定質(zhì)量水的燒杯M中。當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P置于中點時，經(jīng)4分鐘將杯中水燒開（沸騰），電流表的示數(shù)為0.6安；將滑片P置于b端，電壓表的示數(shù)為18伏。求：（1）這時電加熱器兩端的電壓多大？ （2）若燒開初始條件完全相同的一杯水，需要多長時間？bVSApaQM水工作程序預(yù)粉碎混合預(yù)熱粉碎煮沸停止工作時間與狀態(tài)3min無豆?jié){溢出5min30℃升至80℃2min溢出100g漿汁2min80℃升至100℃兩次加熱過程中水和豆?jié){汁共吸收多少熱量？（視豆?jié){汁與水比熱容相同）全過程消耗電能為多少？６．如圖甲、乙、丙是HG牌家用豆?jié){機的結(jié)構(gòu)、銘牌和簡化電路圖。某次使用時，將浸泡好的適量黃豆放入濾網(wǎng)內(nèi)，加入清水1000ml，制作豆?jié){，啟動自動控制鍵，豆?jié){機按下表程序正常工作。7.某電熱器內(nèi)有R1和R2兩根電阻絲，在電壓不變的情況下，單獨接通R1可將熱水器內(nèi)水在15min內(nèi)燒開，單獨接通R2，可將熱水器內(nèi)的水在30min內(nèi)燒開，問：（1）若將R1、R2并聯(lián)使用，這些水多少時間才能沸騰？（2）若將R1、R2串聯(lián)使用，這些水多少時間才能沸騰？練習(xí)：1、下列家用電器，銘牌上的字樣為“220V40W”，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C2、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3、“220V1000W“的電動機，起線圈的電阻為4Ω當(dāng)它正常工作時，通電1小時產(chǎn)生的熱量是多少？已知：U==220VW==1000Wt==3600S求：Q==？解7：I=P/U=1000W/220V==50/11AQ==I2Rt==（50/11A）×4×3600S==697J答：略……3、“220V1000W“的電動機，起線圈的電阻為4Ω當(dāng)它正常工作時，通電1小時產(chǎn)生的熱量是多少？已知：U==220VW==1000Wt==3600S求：Q==？解：I=P/U=1000W/220V==50/11A