153电热器电流的热效应2.ppt
第十五章第十五章 电功和电热电功和电热 第三节第三节 电热器电热器 电流的热效应电流的热效应电流的热效应：电流的热效应：电流通过各种导体电流通过各种导体时，都会使导体的温度升高的现象时，都会使导体的温度升高的现象。电热器：电热器：利用电流的热效应制成的利用电流的热效应制成的加热设备。（即把电能全部转化为加热设备。（即把电能全部转化为热能的加热设备）热能的加热设备）原理原理:是根据电流的热效应制成的是根据电流的热效应制成的电热器的主要元件是发热体电热器的主要元件是发热体结构结构:电油炸锅电油炸锅电熨斗电熨斗电烤箱电烤箱电电取取暖暖器器电电热热水水器器电烙铁电烙铁电热水壶电热水壶电饭煲电饭煲电热毯电热毯 灯泡接入电路中灯泡接入电路中, ,灯泡灯泡和电线中流过相同的电流和电线中流过相同的电流, ,它们都要发热，灯泡热得它们都要发热，灯泡热得发光发光, ,电线的发热却觉察不电线的发热却觉察不出来。这是为什么出来。这是为什么? ? 接入更多的大功率用电接入更多的大功率用电器时，电线将显著发热，器时，电线将显著发热，会烧坏它的绝缘皮，甚至会烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？引起火灾。这又是为什么？电流产生的热量跟哪些因素电流产生的热量跟哪些因素有关呢？有关呢？研究问题的方法研究问题的方法: :结论结论1:1:电阻和电流相同时，电阻和电流相同时，通电时间通电时间越长，电流产生的热量越多。越长，电流产生的热量越多。控制变量法控制变量法1.1.研究电流产生热量与研究电流产生热量与通电时间通电时间的关系的关系归纳总结归纳总结 结论结论2:2:电流和通电时间相同时，电流和通电时间相同时，电阻电阻越大，越大，电流产生的热量越多。电流产生的热量越多。结论结论3:3:电阻和通电时间相同时，电阻和通电时间相同时，电流电流越大，越大，电流产生的热量越多。电流产生的热量越多。结论结论1:1:电阻和电流相同时，电阻和电流相同时，通电时间通电时间越长，越长，电流产生的热量越多。电流产生的热量越多。焦耳定律焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方电流的平方成正比，跟成正比，跟导体的电阻导体的电阻成正比，跟成正比，跟通电时间通电时间成正比。成正比。公式公式: :Q=IQ=I2 2RtRt 焦耳焦耳是英国物理学家。他一生的是英国物理学家。他一生的大部分时间是在实验室里度过的。大部分时间是在实验室里度过的。18401840年，焦耳通过大量的实验终于年，焦耳通过大量的实验终于确定了电流产生的热量跟电流的平确定了电流产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律就是跟通电时间成正比，这个规律就是焦耳定律。焦耳定律。 焦耳致力于热功当量的精确测定焦耳致力于热功当量的精确测定达达4040年之久，他用实验证明年之久，他用实验证明“功功”和和“热量热量”之间有确定的关系，为之间有确定的关系，为热力学第一定律的建立确定了牢固热力学第一定律的建立确定了牢固的实验基础。的实验基础。 灯泡接入电路中灯泡接入电路中, ,灯泡和灯泡和电线中流过相同的电流电线中流过相同的电流, ,它它们都要发热，实际上灯泡热们都要发热，实际上灯泡热得发光得发光, ,电线的发热却觉察电线的发热却觉察不出来。这是为什么不出来。这是为什么? ? 接入更多大功率的用电接入更多大功率的用电器时，电线将显著发热，会器时，电线将显著发热，会烧坏它的绝缘皮，甚至引起烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？火灾。这又是为什么？例：在例：在1分钟内，通过电阻为分钟内，通过电阻为50欧姆的欧姆的电熨斗的电流为电熨斗的电流为2安培，则电熨斗产生安培，则电熨斗产生的热量是多少焦耳？的热量是多少焦耳？解：解： Q=IQ=I2 2RtRt= =（2 2安）安）2 25050欧欧6060秒秒=1.2 =1.2 10104 4焦焦答：电熨斗产生的热量是答：电熨斗产生的热量是1.2 1.2 10104 4焦耳。焦耳。都标有都标有“220V 500W”电吹风机、电灯和电熨电吹风机、电灯和电熨斗通电时都会发热，在正常工作相同时间后斗通电时都会发热，在正常工作相同时间后产生的热量哪个最多？为什么？产生的热量哪个最多？为什么？电吹风机、电灯电吹风机、电灯:电熨斗电熨斗:QWQ=W【例题【例题1】 有一种新型的炊具叫做电压有一种新型的炊具叫做电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌，问该压力锅如图所示是一只压力锅的铭牌，问该压力锅正常工作正常工作15分钟能够产生多少热量？分钟能够产生多少热量？电压力锅电压力锅SUPORCYKB50-2ACYKB50-2A额定电压：220V 额定容量：5.0L额定频率：50Hz 额定功率：900W集团有限公司集团有限公司 制造产地：湖北武汉 地址：武汉新华下路211号电话：027-85876363解：当它处于正常解：当它处于正常工作状态时工作状态时I=P/U=900W/220V4.09AR=U/I=220V/4.09A=53.8 Q=I2Rt= (4.09A)253.81560S 8.1105J本题还有别的本题还有别的方法求解吗方法求解吗? ?例例2: 某电动机正常工作时两端的电压某电动机正常工作时两端的电压是是100伏特伏特，通过的电流为，通过的电流为5安培安培，其，其内电阻为内电阻为2欧欧，求，求每分钟每分钟产生的热量产生的热量为多少？电流做了多少功为多少？电流做了多少功? ? 有多少电有多少电能转化成机械能能转化成机械能? ?3、电能全部转化为内能时，、电能全部转化为内能时，若电能没有全部转化为内能时，若电能没有全部转化为内能时，则则只可用焦耳定律来计算只可用焦耳定律来计算Q=I2Rt = W=Pt =UItQ=I2Rt W=Pt =UIt显然，我们希望热量更多的集中在电炉显然，我们希望热量更多的集中在电炉的发热体上，而不是与电炉相连的导线的发热体上，而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律上。根据今天所学的焦耳定律Q=IQ=I2 2RtRt ，你对你对发热体和导线的材料发热体和导线的材料有何建议？有何建议？发热体：电阻率大，熔点高发热体：电阻率大，熔点高导线：导线：电阻率小，熔点高电阻率小，熔点高1 1、电流的热效应、电流的热效应2 2、电热器、电热器3 3、焦耳定律、焦耳定律4 4、公式：、公式：Q=IQ=I2 2Rt Rt 小结小结 电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟 成正成正比，跟比，跟 成正比，跟成正比，跟 成成正比。正比。电流的平方电流的平方导体的电阻导体的电阻通电时间通电时间
