電熱器電流的熱效應(yīng)課件

(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？

(2)電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺？為什么？問題：今天我們專門來討論上面這樣一類關(guān)于電熱的問題。三、電熱器電流的熱效應(yīng)飲水機(jī)電暖氣電熱油汀“熱得快”電爐電熱毯家庭中常見的電熱器：電熱器

如圖15—10中所示的電熱油汀、“熱得快”、電暖器、電水壺和電爐等，都是利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置，這類裝置統(tǒng)稱為電熱器。

電流通過電熱器時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，這種通電導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)1.電流通過導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)2.能量轉(zhuǎn)化：電能→內(nèi)能（電熱）3.利用電流的熱效應(yīng)工作的裝置叫電熱器4.電熱器的主要組成部分：電阻（發(fā)熱體）

發(fā)熱體均是由

電阻率大、熔點(diǎn)高

的材料做成的?；顒?dòng)15.3

探究影響電流熱效應(yīng)的因素問題電流通過電熱器所產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)？猜測(cè)電熱器只有在通電時(shí)才發(fā)熱，它們產(chǎn)生的熱量是否與電流的大小有關(guān)呢？電爐是通過銅導(dǎo)線接入電路中的。通電時(shí)，電爐絲發(fā)熱而銅導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，它們產(chǎn)生的熱量是否與電阻有關(guān)？猜測(cè)電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量可能與許多因素有關(guān)①電阻R、②電流I、③通電時(shí)間t

實(shí)驗(yàn)方法

控制變量法

可以控制其他變量不變，先研究電熱器發(fā)出熱量與電阻R的關(guān)系，再研究它與電流I的關(guān)系，最后研究與通電時(shí)間t的關(guān)系。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如果將一段電阻絲浸沒在一定質(zhì)量的液體（如煤油）中，通電時(shí)電阻絲產(chǎn)生的熱量被液體吸收，液體的溫度就會(huì)升高。導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多，液體吸熱后溫度的升高也越大。因此，我們就可以通過比較相等質(zhì)量的同種液體溫度的升高來比較電阻絲發(fā)熱量的多少。圖15—10轉(zhuǎn)換法1.怎樣比較通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少？2.要研究通電導(dǎo)體電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響，如何研究通電導(dǎo)體電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響？使什么因素不同？控制什么因素相同？如何設(shè)計(jì)？可以選擇兩個(gè)不同阻值的電阻絲。實(shí)驗(yàn)時(shí)，需控制通過兩個(gè)電阻絲的電流大小_____(相等∕不相等)，為此，可以將它們______(串聯(lián)∕并聯(lián))在電路中。此外還應(yīng)當(dāng)控制它們的通電時(shí)間相等。相等串聯(lián)3.要研究導(dǎo)體中電流的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響，如何研究導(dǎo)體中電流的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響？使什么因素不同？控制什么因素相同？如何設(shè)計(jì)？應(yīng)該使電阻絲的阻值_____(改變∕不變),而使通過電阻絲的電流大小_____(改變∕不變)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，只要調(diào)節(jié)串聯(lián)在電路中的滑動(dòng)變阻器，就可以改變電路中電流的大小。不變改變進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1.按圖15—11所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路，通電一定時(shí)間后切斷電源，分別觀測(cè)不同電阻絲所在液體溫度的變化。2.保持通電時(shí)間相同，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變通過電阻絲的電流大小，觀測(cè)其中一根電阻絲(如R1)所在液體溫度的變化。3.

延長通電時(shí)間，觀測(cè)液體溫度的變化。圖15—11探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電阻R的大小關(guān)系

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在電流_____(相同/不同)的情況下，電阻____(大/小)的那個(gè)電阻圈中的溫度計(jì)示數(shù)上升快。這說明在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，阻值____(大或小)的電阻產(chǎn)生的熱量多。

相同大大____中的溫度計(jì)示數(shù)上升得快.

乙R1＜R2探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流I的大小關(guān)系

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：

當(dāng)電路的電流為小電流時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)上升得___(快/慢).

慢當(dāng)電路的電流為大電流時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)上升得___(快/慢).

快實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響時(shí)，使電路中的電流變大，則溫度計(jì)的示數(shù)上升得____(快/慢)。這說明在電阻、通電時(shí)間相同時(shí)，電流較___(大或小)時(shí)產(chǎn)生的熱量多。

快大探究電熱器產(chǎn)生熱量與通電時(shí)間t的關(guān)系

在電阻和電流的大小不變時(shí)，通電時(shí)間越長，煤油溫度越高，產(chǎn)生的熱量就越多。（理由：通電時(shí)間越長消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能越多，產(chǎn)生的熱量越多。）電流通過電阻絲時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體本身的______、通過導(dǎo)體的_____以及__________有關(guān)。導(dǎo)體的______越大、通過導(dǎo)體的______越大、通電的時(shí)間越長，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多。電阻電流通電時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)論電阻電流焦耳定律英國物理學(xué)家焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了上述規(guī)律，并于1840年精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間之間的規(guī)律，即焦耳定律。

內(nèi)容：電流流過導(dǎo)體時(shí)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，跟通電的時(shí)間成正比，這就是著名的焦耳定律內(nèi)容。Q＝I2Rt電功與與電熱的關(guān)系（W與Q的關(guān)系）

W＝QW＝Q

＝UItU＝IR電流產(chǎn)生熱量的表達(dá)式公式：Q＝I2Rt（普遍適用）單位：I—安R—?dú)Wt—秒Q—焦＝I2Rt電流通過電爐、電烙鐵、電飯鍋等電熱器（只有電阻的電路中）時(shí)，電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電熱器所產(chǎn)生的熱量等于電流所做的功，即：

1.Q＝UIt電流產(chǎn)生熱量的其他表達(dá)式

2.

只適用于只有電阻的電路（電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）的情況根據(jù)歐姆定律：3.Q＝Pt在通常情況下，電流產(chǎn)生的熱量Q僅是電流所做的功W中的一部分。例如，電流通過電動(dòng)機(jī)做功時(shí)，大部分電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，僅有少量的電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。

W＞Q（W＝UIt）＞（Q＝I2Rt）

純電阻電路：就是將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。如：電熱器電熱器的比其他加熱器有哪些優(yōu)點(diǎn)？(1)清潔衛(wèi)生；(2)幾乎沒有環(huán)境污染；(3)熱效率高；(4)可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度?！纠}1】：某某電熱器電阻絲的電阻是2歐，當(dāng)1安的電流通過時(shí)，1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？解：Q＝I2Rt

＝(1A)2

×

2Ω×60s＝120J答：1分鐘產(chǎn)生的熱量是120J【例題2】：某電熱器正常工作時(shí)電阻絲的電阻為55Ω，接入220V的電路中，在20min內(nèi)產(chǎn)生了多少熱量？解：通過電熱器電阻絲的電流強(qiáng)度為：Q＝I2Rt

＝(4A)2

×

55Ω×20×60s＝1.056×106J電熱器在20min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：答：電熱器在20min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是1.056×106J【例題3】：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2歐，線圈中的電流為10A，若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1s鐘。求：(1)消耗的電能W；(2)產(chǎn)生的熱量Q。(2)Q＝I2Rt

＝(10A)2×2Ω×1s

＝200J解：(1)W＝UIt

＝380V×10A×1s

＝3800J答：消耗的電能是3800J；產(chǎn)生的熱量是200J。生活·物理·社會(huì)計(jì)算機(jī)中的散熱器問題思考:

1.為什么家用電器連續(xù)作用較長時(shí)間后，要停用一會(huì)兒？2.為什么家用電器長期停止使用時(shí)，隔一段時(shí)期又要通電？用電器使用不當(dāng)時(shí)，電熱會(huì)產(chǎn)生哪些危害？用電器是采取哪些措施防止電熱的危害的？（1）有的電動(dòng)機(jī)里裝有風(fēng)扇；（2）電視機(jī)、收音機(jī)機(jī)殼上有散熱窗等；(1)電熱會(huì)使絕緣材料迅速老化，甚至燃燒起火；(2)有些用電器，如不采取散熱措施，會(huì)被燒壞。3.電熱現(xiàn)象的應(yīng)用和防止應(yīng)用舉例：防止舉例：你學(xué)到了什么？1.電熱器：將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置2.發(fā)熱體材料特點(diǎn)：電阻率高