第6節(jié)電能（第5課時）共25張

第6節(jié)

電能（第5課時）浙教版九年級上教材解析【核心概念】4.能的轉(zhuǎn)化與能量守恒【學(xué)習內(nèi)容與要求】4.1能的形式、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化⑨通過實驗探究，知道影響電流熱效應(yīng)的因素。電熱器是根據(jù)電流的熱效應(yīng)制造的一種用電器，電熱器的主要結(jié)構(gòu)是發(fā)熱體，制作發(fā)熱體的材料要求熔點高、電阻率大。本節(jié)課研究的主要內(nèi)容是電熱器產(chǎn)熱的多少與電流、電阻和通電時間的關(guān)系，焦耳歷經(jīng)多年通過大量的實驗總結(jié)出焦耳定律——Q＝I2Rt。創(chuàng)設(shè)情境夏天，你使用電驅(qū)蚊器嗎？冬天，你使用電取暖器嗎？平時，用電熱壺燒開水。這些用電器工作時都會發(fā)熱。用電不當，容易引發(fā)火災(zāi)。你知道它們的工作原理嗎？探究實踐電流通過各種導(dǎo)體時，會使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的過程實質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。電熱器的原理：電流熱效應(yīng)。電熱毯電熨斗電飯煲電熱壺各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的:探究實踐思考與討論1．還有哪些用電器是利用電流的熱效應(yīng)工作的？2．電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？電熱水器電烙鐵電爐電餅鐺利：制成加熱設(shè)備，如電熱器損耗電能等弊：引發(fā)火災(zāi)、影響功效、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)呢？探究實踐電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)呢？請根據(jù)生活經(jīng)驗提出你的猜想：B、同一電熱器，通電時間越長，發(fā)熱越多。C、電熱絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。A、電熱器通電發(fā)熱，不通電不發(fā)熱?？赡芘c電流有關(guān)，I越大，Q越大可能與時間有關(guān)，t越大，Q越大可能與電阻有關(guān)，R越大，Q越大【猜想與假設(shè)】探究實踐【設(shè)計實驗方案】：3.產(chǎn)生的熱量大小如何反映？A、保持I、t一定，探究Q與R的關(guān)系B、保持R、t一定，探究Q與I的關(guān)系1.實驗需采用哪種研究方法？物體受熱升溫物體受熱膨脹2.實驗中需要哪些實驗器材？2只燒瓶內(nèi)裝有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內(nèi)各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。電源、電流表、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線。（控制變量法）（轉(zhuǎn)化法）液柱上升的高度探究實踐【進行實驗，收集證據(jù)】：保持

一定，探究Q與R的關(guān)系。電阻的大小和液柱上升的高度【課題1】【對比】

。I、t【結(jié)論1】通過電熱絲的

相同時，電熱絲的電組

越

，電熱就越

。多大電流和通電時間探究實踐保持

一定，探究Q與I的關(guān)系【課題2】電流表的示數(shù)和液柱上升的高度【對比】

?！窘Y(jié)論2】電熱絲的

相同時，通過電熱絲的電

流越

，電熱就越

。多大電阻和通電時間R、t【進行實驗，收集證據(jù)】：探究實踐根據(jù)我們的生活經(jīng)驗，同一電熱器，通電時間越長，發(fā)熱越多?！緦嶒灲Y(jié)論】③電流和電阻相等時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱越多。①電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱越多。②電阻和通電時間相等時，電流越大，電流產(chǎn)生的熱越多。探究實踐1.實驗用煤油為被加熱的材料有什么好處？為什么？沒有不導(dǎo)電，煤油的比熱容小，溫度變化明顯?！緦嶒灧此肌?.在探究Q與R的關(guān)系時，采用串聯(lián)電路有什么好處？保持電流和通電時間不變4.在探究Q與I的關(guān)系時，“減小滑動變阻器的阻值”的目的是什么？增大電流3.在探究Q與I的關(guān)系時，如何保持R不變的？以同一電阻（R甲或R乙）為研究對象。探究實踐1840年，科學(xué)家焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測量不同電流和電阻時的水溫。通過實驗他發(fā)現(xiàn)：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規(guī)律最先是由英國科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的。叫做焦耳定律。焦耳焦耳定律可以用以下的公式表示：Q=I2Rt電流

I

的單位是安，電阻R的單位是歐，時間t的單位是秒。1焦=1安2?歐?秒普遍適用于各種電路電熱計算。探究實踐思考與討論電吹風機和電熨斗通電時都會發(fā)熱，哪種用電器可以認為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？W=Q+W機W=Q電熨斗將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。電吹風機電熨斗探究實踐電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，那么，電熱就正好等于電功。這種情況下，焦耳定律也可以利用電功公式和歐姆定律推出。Q=W=PtP=UIQ=W=UItU=IRQ=I2Rt請你自己推導(dǎo)一下:

如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時，電流產(chǎn)生的熱量，還可以怎么計算？Q=W=PtQ=I2RtQ=UItQ=U2t/R探究實踐①電能沒有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（非純電阻電路）時，W=UIt

求得總消耗的電能；Q=I2Rt

公式求得內(nèi)能。電功與與電熱的關(guān)系（W與Q的關(guān)系）用電器電能機械能內(nèi)能其他能W=UItQ=I2Rt②電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（純電阻電路）(電熱器電路)時，即：W>Q=Pt=UIt=U2t/R=I2RtW=Q思考與討論探究實踐【例題】如圖是電飯鍋的電路圖。電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：當自動開關(guān)S接通時，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，將鍋內(nèi)的水加熱直到燒開；當自動開關(guān)S斷開時，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。圖中R2是加熱用的電熱絲，阻值為55歐；R1是電阻，阻值為145歐。（1）在加熱狀態(tài)下，電飯鍋正常工作30分鐘產(chǎn)生多少熱量？解：（1）在加熱狀態(tài)下，開關(guān)S接通，電路中只接入電熱絲R2R2=UI=220伏55歐=4安Q=I2Rt=（4安）2×55歐×30×60秒=1.584×106焦電飯鍋的電路圖探究實踐（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率多大？解：（2）在保溫狀態(tài)下，開關(guān)S斷開，電阻R1與電熱絲R2相串聯(lián)，R1+R2

=UI＇=220伏145歐+55歐=1.1安電飯鍋消耗的功率：P＇=UI＇=220伏×1.1安=242瓦電飯鍋的電路圖答：（1）電飯鍋正常工作30分鐘產(chǎn)生的熱量為1.584×106焦。（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率為242瓦。實踐探究思考與討論上面這個問題還可以用什么方法來求解？因為電飯鍋是電熱器，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以Q=W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt(1)Q=W=U2t/R=(220V)2×1800s55Ω=1.584×106焦(2)P=U2/R總=(220V)2200Ω=242瓦你還有其它解法嗎？請把你的解法寫出來，與同學(xué)交流。課堂小結(jié)保持I、t一定，R越大，Q越大保持R、t一定，I越大，Q越大保持R、I一定，I越大，Q越大焦耳大量定量實驗Q=I2Rt原理：電流的熱效應(yīng)能量：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能常用電熱器遷移應(yīng)用1.下列常見家用電器中不是利用電流熱效應(yīng)工作的是（）

A.電爐

B.電動機

C.電飯鍋

D.電熨斗B2．關(guān)于電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，以下說法正確的是（）A．根據(jù)Q=I2Rt可知，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多B．根據(jù)Q=U2t／R可知，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少C．根據(jù)Q=UIt可知，相同時間內(nèi)，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電阻

無關(guān)D．根據(jù)Q=I2Rt可知，在電流一定時，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生

的熱量越多D遷移應(yīng)用3.電熨斗通電一段時間后變得很燙，而連接電熨斗的導(dǎo)線卻不怎么熱，這主要是因為（）A.導(dǎo)線的絕緣皮隔熱B.導(dǎo)線散熱比電熨斗快C.通過導(dǎo)線的電流小于通過電熨斗的電流D.導(dǎo)線的電阻遠小于電熨斗電熱絲的電阻D4.下列用電器的額定功率都相同，當它們都在額定電壓下工作，在相同時間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量最多的是（）A.

空調(diào)B.

電熱水器C.

洗衣機D.

吸塵器B遷移應(yīng)用5.一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2Ω,線圈中的電流為10A,若這臺電動機正常工作1秒鐘。求：①消耗的電能W。②產(chǎn)生的熱量Q。

③該電動機的效率。解：（1）電動機正常工作1S消耗的電能

W=UIt=380V×1