《電能》 省賽獲獎

電能

引入新課1.電流通過電爐時，電能轉(zhuǎn)化為什么能？

電能內(nèi)能

2.在日常生活中，同學(xué)們還見過哪些用電器通電工作是為了產(chǎn)生熱量的？電熱毯、電飯煲、電熱壺、電熨斗、電吹風(fēng)機(jī)----------（一）常見電熱器及其工作原理電流通過任何一個導(dǎo)體，導(dǎo)體都要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量叫電熱?！締枴吭陔娏鳠嵝?yīng)現(xiàn)象中，能量如何轉(zhuǎn)化？電能內(nèi)能

認(rèn)識各種電熱器，找出它們的共同結(jié)構(gòu)

電飯煲電熨斗電熱毯電熱水壺電吹風(fēng)電熱器電路模型電熱器是利用電流熱效應(yīng)工作的一種加熱設(shè)備。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、熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上制成。無污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。討論:電流的熱效應(yīng)有何利弊？

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)。優(yōu)點：缺點：（二）研究電熱大小的影響因素【討論】1.以大家熟悉的電爐為例，說說電熱大小可能跟什么因素有關(guān)？

電流、電阻、通電時間首先焦耳猜測電流I、電阻R、時間t三者對電流產(chǎn)熱Q多少有影響，然后對電流I、電阻R、時間t三者進(jìn)行了探究：控制變量法控制電流I、時間t相同:研究電阻R變化對電熱Q的影響控制電阻R、時間t相同:研究電流I變化對電熱Q的影響控制電阻R、電流I相同:研究時間t變化對電熱Q的影響再現(xiàn)探究過程：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)量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化探究過程中需要解決的問題：讓電流產(chǎn)生的熱量被氣體吸收，通過觀察氣體的熱膨脹（觀察玻璃導(dǎo)管內(nèi)的水柱升降）控制電流I、時間t相同:研究電阻R變化對電熱Q的影響Ｒ１＝５歐姆Ｒ２＝１０歐姆結(jié)論：在電流I和通電時間t相同時，電流產(chǎn)熱Ｑ多少與導(dǎo)體的電阻Ｒ大小有關(guān)，并且電阻Ｒ越大電流產(chǎn)熱Ｑ越多?？刂齐娮鑂、時間t相同:研究電流I變化對電熱Q的影響Ｒ1＝１０歐姆相同時間內(nèi)通過Ｒ１的電流為Ｉ，移動Ｒ0的滑片,使通過Ｒ１電流為０。５Ｉ。比較Ｒ１兩次所產(chǎn)熱多少結(jié)論：在電阻Ｒ和通電時間t相同時，電流產(chǎn)熱Ｑ多少與通過導(dǎo)體的電流Ｉ大小有關(guān)，并且電流Ｉ越大電流產(chǎn)熱Ｑ越多?！?控制電阻R、電流I相同:研究通電時間t變化對電熱Q的影響Ｒ２＝１０歐姆Ｒ１＝１０歐姆Ｒ１通電一分鐘產(chǎn)熱多少與Ｒ２通電十分鐘產(chǎn)熱多少進(jìn)行比較結(jié)論：在電阻Ｒ和電流Ｉ相同時，電流產(chǎn)熱Ｑ多少與通電時間t長短有關(guān)，并且通電時間t越長電流產(chǎn)熱Ｑ越多。在電流I和通電時間t相同時，電流產(chǎn)熱Ｑ多少與導(dǎo)體的電阻Ｒ大小有關(guān)，并且電阻Ｒ越大電流產(chǎn)熱Ｑ越多。在電阻Ｒ和通電時間t相同時，電流產(chǎn)熱Ｑ多少與通過導(dǎo)體的電流Ｉ大小有關(guān)，并且電流Ｉ越大電流產(chǎn)熱Ｑ越多。在電阻Ｒ和電流Ｉ相同時，電流產(chǎn)熱Ｑ多少與通電時間t長短有關(guān)，并且通電時間t越長電流產(chǎn)熱Ｑ越多。電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻大小成正比，與電流的平方成正比，與通電時間成正比?？偨Y(jié)論焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)焦耳定律的理論推導(dǎo)電流通過純電阻導(dǎo)體時所做電功W=UIt電流對純電阻導(dǎo)體時所做電功全部轉(zhuǎn)化為電熱Q=W=UIt對于純電阻導(dǎo)體U=IRQ=W=UIt=IRIt=I2Rt(非純電阻導(dǎo)體的理論推導(dǎo)知識層次要求較高以后會學(xué)到)（三）電熱的計算——焦耳定律焦耳定律的內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量（電熱），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在1分鐘內(nèi)，通過電阻為50歐姆的電熨斗的電流為2安培，則電熨斗產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？解：Q=I2Rt練一練：=（2安）2×50歐×60秒=1.2×104焦答：電熨斗產(chǎn)生的熱量是1.2×104焦耳。電熱的計算例題:有一種新型的炊具叫電壓力鍋，它用電加熱，閱讀這只電壓力鍋的銘牌，回答這只鍋正常工作15分鐘能夠產(chǎn)生多少熱量？分析：電壓力鍋是電熱器，電能全部轉(zhuǎn)化成熱能，所以有W=Q。Q=W=Pt

=900W×15×60s≈8.1×105J答：你還有更簡便的解法嗎？閱讀課本P109解法想一想解：依題意得電熱的計算例題：一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解法一：Q

=I2Rt解法二：Q=W=Pt=U2/R×t解:依題意得(36V)260Ω×5×60s=6480J=Q=(U2/R)×tQ=I2RtQ=PtQ=UIt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480JURI==0.6A36V60Ω=你知道嗎？Q=UIt；Q=(U2/R)×t；Q=Pt僅適用于電功全部用來產(chǎn)生電熱時的電熱計算。Q=I2Rt

適用于任何電路的電熱計算。決定電熱大小的因素Q=I2Rt

與Q=Pt；

Q=UIt；

Q=(U2/R)×t

有什么不同？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。◆電流的熱效應(yīng)——◆電熱器——電流通過任何一種導(dǎo)體時，都會使導(dǎo)體溫度升高的現(xiàn)象。利用電流的熱效應(yīng)工作的電器?！綦娏鳠嵝?yīng)的利和弊：

發(fā)熱體。電阻率大，熔點高的（合金）。利：加熱、烤食品、取暖，白熾燈發(fā)光等。弊：影響電器的壽命和引起火災(zāi)。主要組成部分——發(fā)熱體的材料——小結(jié)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)