初中物理九年級(jí)下冊(cè) 三、電熱器 電流的熱效應(yīng) 優(yōu)質(zhì)課比賽一等獎(jiǎng)

三、電熱器電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)利用電流熱效應(yīng)工作的裝置，稱為電熱器。生活中還有哪些電熱器……電熱器現(xiàn)象:電爐是通過(guò)銅導(dǎo)線接入電路中的。為什么電阻絲熱得發(fā)紅，而銅導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？根據(jù)此現(xiàn)象，你能提出什么問(wèn)題？問(wèn)題電流通過(guò)電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān)？猜測(cè)電流電阻通電時(shí)間設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法控制變量法問(wèn)題2:怎樣研究電熱器電阻大小對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響?問(wèn)題3:怎樣研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響?問(wèn)題1:如何定性地比較產(chǎn)生熱量的多少?

在電流_____(相同/不同)的情況下，電阻較___(大/小)的那個(gè)電阻所在液體溫度變化大。這說(shuō)明電流相等時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)阻值較大的電阻產(chǎn)生的熱量較___(多/少)。

電流增大，同一根電阻絲所在液體的溫度變化___(大/小)。這說(shuō)明電流增大時(shí),在相同時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量_____(增多/減少)。

在電阻和電流大小不變時(shí),通電時(shí)間越長(zhǎng),液體溫度變化大，產(chǎn)生的熱量就越___(多/少)。相同大多大增多多歸納總結(jié)：

結(jié)論1:電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論2:電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論3:電阻和電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。焦耳定律內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電的時(shí)間成正比。公式:Q=I2Rt焦耳：英國(guó)著名物理學(xué)家，他一生的大部分時(shí)間是在實(shí)驗(yàn)室度過(guò)的，他的第一篇重要的論文于1840年被送到英國(guó)皇家學(xué)會(huì)，當(dāng)中指出電導(dǎo)體所發(fā)出的熱量與電流強(qiáng)度、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，此即焦耳定律。焦耳還提出能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：能量既不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而能的總量保持不變，奠定了熱力學(xué)第一定律（能量不滅原理）之基礎(chǔ)。由于他在熱學(xué)、熱力學(xué)和電方面的貢獻(xiàn)，皇家學(xué)會(huì)授予他最高榮譽(yù)的科普利獎(jiǎng)?wù)?。后人為了紀(jì)念他，把能量和功的單位命名為“焦耳”，簡(jiǎn)稱“焦”，并用他姓氏的第一個(gè)字母“J”來(lái)標(biāo)記。

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即:Q=W=UIt=I2RtW

=UItU=IRW=(

IR)It=I2Rt燈泡接入電路中,燈泡和電線中流過(guò)相同的電流,它們都要發(fā)熱，實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光,電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么?接入更多大功率的用電器時(shí)，電線將顯著發(fā)熱，會(huì)燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又是為什么？防止電熱的圖片電腦中的CPU在工作時(shí)要產(chǎn)生熱,如果過(guò)熱就會(huì)損壞芯片,所以要在芯片上加裝散熱片和風(fēng)扇。顯卡的散熱片設(shè)計(jì)采用渦輪風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，同時(shí)顯存上貼有鋁合金打造的顯存散熱片，利用渦輪風(fēng)扇扇出的風(fēng)力，為顯存散熱片增加了散熱效果?！纠}1】

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(guò)電熱器電阻絲的電流為：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2】

電爐是通過(guò)導(dǎo)線接入電路中的。通電時(shí)，電爐絲發(fā)熱而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這主要是因?yàn)椋ǎ〢.導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電爐絲的電阻，導(dǎo)線消耗的電能很少B.通過(guò)導(dǎo)線的電流小于通過(guò)電爐絲的電流C.導(dǎo)線散熱比電爐絲快D.導(dǎo)線的絕緣皮隔熱A

如圖所示，電源電壓220伏，R是電烙鐵，標(biāo)有“220V，40W”字樣；L是電燈泡，標(biāo)有“PZ220—40”字樣.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是______焦，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電烙鐵的實(shí)際功率是__瓦；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，整個(gè)電路工作__小時(shí)消耗1千瓦電能.例3

為了研究溫度對(duì)種子發(fā)芽的影響,課外活動(dòng)小組要做一只電烘箱,要求在10min內(nèi)產(chǎn)生6×104J的熱量,接用的是家庭電路,請(qǐng)計(jì)算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少?

標(biāo)有“220V100W”的白熾燈正常工作時(shí),在1min內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量?將消耗多少電能?若接在55V的電路中呢?練習(xí)1練習(xí)2

CFXB型“220V1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié)，R0為電熱絲．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接高溫?zé)髶鯐r(shí)，電路的功率為1100W，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接燜飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為22W．（1）電飯煲在高溫?zé)髶鯐r(shí)，開(kāi)關(guān)S應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連接？（2）電熱絲R0的阻值多大？（3）當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流多大