電熱器電流的熱效應(yīng)

15.3電熱器電流的熱效應(yīng)問題

你知道生活中哪些家用電器是物理上說的“電熱器”嗎？紅外燃油取暖器電熱油汀一、電流的熱效應(yīng)導(dǎo)體中有電流通過的時候，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置，統(tǒng)稱為電熱器。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的電阻絲纏繞在絕緣材料上制成的。問題11.燈泡和電線串聯(lián)在電路中，電流相同，燈泡熱得發(fā)光，電線卻不怎么熱，這是為什么？2.相同的導(dǎo)線如果將燈泡換成大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，甚至燒壞電線，這又是為什么？3.電熨斗，它通電的時間過長，會發(fā)生更多的熱量，一不小心，就會壞衣料。提出問題

電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)？做出猜想導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體中電流通電的時間設(shè)計試驗控制變量法熱量與電阻R1=5ΩR2=10Ω熱量與電流R1=R2=R3=10ΩI1=2I2R1R2R3

條件現(xiàn)象初步結(jié)論1I、t相同，R不同。R越大，Q越多2R、t不變，I不同。I越大，Q越多3I、R不變，t不同。t越長，Q越多QIRt試驗結(jié)論結(jié)論1: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。結(jié)論2: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。結(jié)論3: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。二、焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體電阻成正比，與通電時間成正比。2.公式：Q熱=I2Rt

3.單位：I-A,R-Ω,t-s,Q-J

焦耳是英國物理學(xué)家。他一生的大部分時間是在實驗室里度過的。1840年，焦耳通過大量的實驗終于確定了電流產(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)律就是焦耳定律。焦耳致力于熱功當(dāng)量的精確測定達(dá)40年之久，他用實驗證明“功”和“熱量”之間有確定的關(guān)系，為熱力學(xué)第一定律的建立確定了牢固的實驗基礎(chǔ)。

二、焦耳定律4.理論推導(dǎo)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q熱=I2Rt

Q熱

=W=UIt純電阻電路Q熱

=W=U2/R=Pt普適式Q熱≤W機(jī)械功：W-Q

例題：小明同學(xué)的玩具電動車上，有一微型直流電動機(jī)，小明將它接在圖示的電路中，閉合開關(guān)后，移動變阻器的滑動片P。(1)當(dāng)v示數(shù)為0.3V時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)動，此時A示數(shù)為0.3A。求電動機(jī)線圈的電阻是多大？(2)當(dāng)v示數(shù)為3V時，電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動，此時A示數(shù)為0.4A。求電動機(jī)的發(fā)熱功率及對外做功的機(jī)械功率。

APSMV反饋練習(xí)一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？一個20Ω的電阻，通過0.5A的電流2min，電阻上消耗的電能是_____,釋放熱量為___.一個電阻通過0.2A的電流5min，電阻上產(chǎn)生的熱量為600J.這個電阻的阻值是___Ω一個200Ω的電阻通電2min，電阻上消耗的電能是4.5×104J,則通過電阻的電流是___.一個40Ω的電阻，通過0.3A的電流，則通電______min釋放熱量為2160J.隨堂練習(xí)1隨堂練習(xí)2兩個電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；若兩個電熱器的電阻相同，通過的電流強(qiáng)度為1︰3，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為______。4︰31︰9當(dāng)0.2安的電流通過一金屬線時產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到0.4安時，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的(

)A.2倍B.4倍C.0.25倍D.0.5倍B隨堂練習(xí)3問題21.課文前面“？”中為什么“覺察不出和燈相連的電線發(fā)熱”？2.課文前面“？”中的和電爐相連的電線為什么顯著發(fā)熱？3.由Q熱=U2/R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蒕熱=I2Rt

，電阻越大，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？隨堂練習(xí)4兩根長度相同，粗細(xì)不等的鎳鉻合金電阻絲，串聯(lián)以后接入電源兩端，在相同的時間內(nèi)電阻絲上的放熱情況是（）A.兩根一樣多B.粗的一根較多C.細(xì)的一根多D.缺少條件，無法判斷電腦CPU散熱風(fēng)扇電腦顯卡散熱器電腦顯卡散熱風(fēng)扇電腦主板新型散熱風(fēng)扇電腦散熱片電腦散熱裝置電腦中的散熱器電熱器的優(yōu)點：

清潔衛(wèi)生，沒有污染，熱效率高，可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。電熱的危害和防止：加快散熱，裝風(fēng)扇，加散熱窗。電熱器是利用電熱來加熱的設(shè)備.

在電動機(jī)里，電流主要用來做機(jī)械功，但電動機(jī)里的導(dǎo)線有電阻，也要產(chǎn)生熱量，使導(dǎo)線的溫度升高。溫度超過絕緣材料的耐熱溫度，絕緣材料會迅速老化，甚至可能燒壞。1.如圖所示的電路中，燈泡標(biāo)有“3V，5W”的字樣，燈泡的電阻為12歐，電源電壓為18伏，當(dāng)閉合，斷開，滑片P滑至中點C時，燈正常發(fā)光，當(dāng)斷開，閉合滑片P滑至B端時，消耗的電功率剛好為它額定功率的，求的額定電壓和額定功率。2.如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)S斷開時，電流表的示數(shù)為2安，這時電阻消耗的電功率為12瓦，當(dāng)S閉合后，電流表的示數(shù)為3安，問：（1）電阻、的阻值是多少？（2）當(dāng)開關(guān)S閉合后，電阻在5分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？3.如圖所示電路，當(dāng)滑動變阻器滑片P滑至A點時，電流表的示數(shù)為0.5安培，當(dāng)P滑至中點C時，電流表的示數(shù)為0.4安培，若此時電源消耗的總電功率為5瓦特。求：（1）電源的電壓是多少？（2）電阻的阻值是多少？（3）滑動變阻器的最大阻值是多少？4.把標(biāo)有“220V，40W”和“220V，15W”的甲、乙兩盞燈串聯(lián)接在220V電壓下，則下面分析正確的是（）A.兩盞燈的總功率等于55WB.兩盞燈的總功率小于15WC.甲燈的實際功率大于乙燈的實際功率 D.乙燈的實際功率大于甲燈的實際功率5.甲、乙兩電爐并聯(lián)在同一電源上，各有開關(guān)控制，甲爐電阻是乙爐的4倍，要兩電爐產(chǎn)生同樣多的熱量則應(yīng)（）A.甲通電時間是乙的4倍 B.乙通電時間是甲的4倍C.甲、乙通電時間一樣長D.不知道額定電壓無法比較6.一個電熱器電阻為R，當(dāng)它兩端電壓為U，通過時間t消耗電能為W，若使它消耗的電能為4W，下列方法正確的是（）A.電阻R不變，電壓U不變，通電時間t變?yōu)樵瓉淼?倍B.電阻R減半，電壓U增大1倍，通電時間t不變C.電阻R不變，電壓U增大1倍，通過時間t不變D.電阻R減半，電壓U不變，通電時間t不變7.有兩個燈泡，標(biāo)有“6V，3W”的字樣，沒有標(biāo)記測得電阻為，把它們串聯(lián)在電路中，兩燈均正常發(fā)光，那么該電路兩端電壓和的電功率分別是（）A.12V，3W B.12V，1.5W C.9V，3W D.9V，1.5W8.如圖所示的電路，當(dāng)變阻器的滑片P向b移動過程中（）A.燈L功率變大，電表的示數(shù)都變小B.燈L功率變大，電表的示數(shù)變小的示數(shù)變大C.燈L功率變小，電表示數(shù)都變大D.燈L功率變小，電表的示數(shù)變小，示數(shù)變大9.把兩根電阻相同的電熱絲先串聯(lián)后并聯(lián)分別接在同一電源上若要產(chǎn)生相等的熱量，則兩種方法所需的時間之比為（）A.1:1B.2:1C.1:4D.4:110.兩根阻值比為的電阻絲通過的電流之比，在相同的時間內(nèi)，它們所放出的熱量之比為（）A.1:1B.1:2 C.2:1 D.4:111.有一個額定電壓為220伏的電爐，想把它接在110伏的電路上，而不改變電爐的功率，辦法是（）A.把電爐的電阻絲截去一半B.把電爐的電阻絲截成相等的兩段，再并聯(lián)起來C.用另一根和它相同的電阻絲串聯(lián)D.用另一根和它相同的電阻絲并聯(lián)12.小紅家的電表允許通過的最大電流是10A，她家有4個標(biāo)有“220V，60W”的燈泡，1個標(biāo)“220V，1000W”的熱水器1臺，制冷時耗電140W的電冰箱和一臺耗電80W的電視機(jī)，則（）A.所有用電器可以同時使用 B.除熱水器外其他用電器可以同時使用C.關(guān)閉電視機(jī)后其他用電器可以同時使用D.電冰箱制冷時，其他用電器不能同時使用13.如圖所示的電路，當(dāng)變阻器的滑片P向b移動過程中（）A.燈L功率變大，電表的