第三节_电热器__电流的热效应（上课用）.ppt

第三节第三节电热器电热器 电流的热效应电流的热效应这些家用电热器有什么共同点这些家用电热器有什么共同点?电水壶电水壶一、电热器一、电热器1.1.利用电流的热效应工作的装置利用电流的热效应工作的装置2.2.电流通过导体时，导体发热的现象电流通过导体时，导体发热的现象 电流的电流的热热效应效应 3.3.发热体是由发热体是由熔点高、电阻率大熔点高、电阻率大的材料做的材料做成的成的二、影响电流热效应的因素二、影响电流热效应的因素问题：问题：电流通过电热器所产生的热量与哪些电流通过电热器所产生的热量与哪些因素有关？因素有关？猜想：猜想：电阻的大小、电流的大小、通电电阻的大小、电流的大小、通电时间的长短时间的长短研究方法：研究方法：控制变量法控制变量法 观察电热的方法：观察电热的方法：方法一方法一电热丝发热，电热丝发热，点燃火柴点燃火柴方法二方法二电热丝发热使电热丝发热使煤油升温而膨胀煤油升温而膨胀1.研究研究电阻电阻的大小对产生热量多少的影响的大小对产生热量多少的影响需要控制的变量：需要控制的变量：电流电流和和通电时间通电时间方法：方法：将两将两阻值不同阻值不同的电阻丝组成的电阻丝组成串联串联电路，电路，把火柴棒插入电阻圈中把火柴棒插入电阻圈中现象：现象：电阻大电阻大的电阻丝中的火柴棒先被点燃的电阻丝中的火柴棒先被点燃说明：说明：电流通过电热器所产生的热量与其电流通过电热器所产生的热量与其电阻电阻有关有关 2.研究研究电流电流的大小对产生热量多少的影响的大小对产生热量多少的影响需要控制的变量：需要控制的变量：电阻电阻和和通电时间通电时间方法：方法：改变改变电流电流的大小，的大小，把火柴棒插入电阻圈中把火柴棒插入电阻圈中现象：现象：电流大电流大时电阻丝中的火柴棒先被点燃时电阻丝中的火柴棒先被点燃说明：说明：电流通过电热器所产生的热量与电流通过电热器所产生的热量与电流电流有关有关 3.前面的实验表明：前面的实验表明：在在电阻电阻和和电流电流均不变时，均不变时，通电时间通电时间越长，越长，火柴棒越容易被点燃火柴棒越容易被点燃说明：说明：电流通过电热器所产生的热量电流通过电热器所产生的热量 与与通电的时间通电的时间有关有关 通电时间、电流一定时，导体的电阻越通电时间、电流一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。大，电流通过导体产生的热量越多。通电时间、电阻一定时，通过导体的电通电时间、电阻一定时，通过导体的电流越大，电流通过导体产生的热量越多。流越大，电流通过导体产生的热量越多。三、焦耳定律三、焦耳定律 1.1.内容：内容：电流通过导体时产生的热量，与电电流通过导体时产生的热量，与电流的流的平方平方成正比，与导体的电阻成成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。正比，与通电时间成正比。2.2.数学表达式：数学表达式：Q=IQ=I2 2RtRt3.3.单位：单位：焦耳（焦耳（J J）焦焦 耳耳 英国物理学家焦耳用英国物理学家焦耳用近四十年的时间探索近四十年的时间探索“功功和热量之间关系和热量之间关系”，不，不畏艰难，呕心沥血，他为畏艰难，呕心沥血，他为推动人类社会的进步，为推动人类社会的进步，为科学而贡献几乎毕生的精科学而贡献几乎毕生的精力，他的事迹非常感人。力，他的事迹非常感人。为了纪念这位伟大的科学为了纪念这位伟大的科学家，物理上用家，物理上用“焦耳焦耳”做做功或能的单位。功或能的单位。【例题例题1】：某某电热器电阻丝的电阻是某某电热器电阻丝的电阻是2欧，当欧，当1安的电流通过时，安的电流通过时，1分钟产生的热分钟产生的热量是多少焦？量是多少焦？解：解：Q=I2Rt =(1A)2 2 60S=120J答答：1分分钟钟产产生生的的热热量量是是120J电熨斗电熨斗消耗消耗电能电能产生产生内能内能电流做功电流做功分析：分析：消耗的电能消耗的电能产生的内能产生的内能电功电功电热电热电热与电功的关系：电热与电功的关系：电风扇电风扇消耗消耗电能电能产生产生机械能机械能和和 内能内能电流做功电流做功分析：分析：消耗的电能消耗的电能产生的内能产生的内能电功电功电热电热电热与电功的关系：电热与电功的关系：电热与电功的比较：电热与电功的比较：电功电功 W W：电热电热 Q Q：当电能全部都转化为内能时，当电能全部都转化为内能时，电热器：电热器：当电能一部分转化为内能时当电能一部分转化为内能时,电动机：电动机：电功电功电热电热电功电功 电热电热始终等于始终等于消耗的电能消耗的电能 W=UIt由电能转化来的由电能转化来的内能内能 Q=I2Rt【例例题题2】：一一台台电电动动机机正正常常工工作作时时线线圈圈两两端端的的电电压压为为380伏伏，线线圈圈的的电电阻阻为为2欧欧,线线圈圈中中的的电电流流为为10安安,若若这这台台电电动动机机正正常常工工作作1秒秒钟钟，求：求：1）消耗的电能）消耗的电能W，2）产生的热量）产生的热量Q。解：解：1）WUIt 380V10A1s 3800J2）QI2Rt (10 A)22 1s 200J电热油汀电热油汀电热蚊香电热蚊香电水壶电水壶电熨斗电熨斗电暖器电暖器电炉电炉电热的作用：电热的作用：有利的一面有利的一面电热的作用：电热的作用：有害的一面有害的一面电热产生的根本原因是电热产生的根本原因是导体存在电阻导体存在电阻电热的作用：电热的作用：有害的一面有害的一面加快散热的方法三：加快散热的方法三：散热风扇散热风扇加快散热的方法二：加快散热的方法二：散热孔散热孔加快散热的方法一：加快散热的方法一：散热片散热片电热的作用：电热的作用：电热有利的一面电热有利的一面电热有害的一面电热有害的一面取暖、加热食物等等；好处多多！取暖、加热食物等等；好处多多！轻则用电器烧坏；重则引发火灾。轻则用电器烧坏；重则引发火灾。减小电热产生的危害：减小电热产生的危害：减小电阻和加快散热（散热孔、散热片、减小电阻和加快散热（散热孔、散热片、散热风扇等）散热风扇等）四、电能的利用和防止四、电能的利用和防止 为什么家用电器长期停止使用时，为什么家用电器长期停止使用时，隔一段时期又要通电？隔一段时期又要通电？电脑新型散热器电脑新型散热器电脑水冷散热器电脑水冷散热器2电脑水冷散热器电脑水冷散热器1电脑主板新型散热风扇电脑主板新型散热风扇电热器电热器 电流的热效应电流的热效应一一.电流的热效应电流的热效应1.1.定义定义:电流通过导体导体会电流通过导体导体会发热发热的现象的现象.2.2.实质实质:电能转化为内能电能转化为内能.二二.电热器电热器1.1.定义定义:将电能转化为内能的装置将电能转化为内能的装置2.2.原理原理:电流的热效应电流的热效应3.3.组成组成:发热体由发热体由电阻率大电阻率大,熔点高熔点高的合金制成的合金制成三三.焦耳定律焦耳定律(控制变量法控制变量法 )1.1.内容内容:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量,与电流的平方成正比与电流的平方成正比,与导与导体的电阻成正比体的电阻成正比,与通过时间成正比与通过时间成正比.2.2.公式公式:Q=IQ=I2 2RtRt3.3.单位单位:电流电流-安安(A)(A)电阻电阻-欧欧()时间时间-秒秒(s)(s)热量热量-焦焦(J)(J)4.4.电热与电功的关系电热与电功的关系若电能全部转化为内能（对于若电能全部转化为内能（对于纯电阻纯电阻电路）：电路）：电功全部用来产生热量，则：电功全部用来产生热量，则：Q=WQ=W（I I2 2Rt=Rt=UItUIt）若电能部分转化为内能（对于若电能部分转化为内能（对于非纯电阻非纯电阻电路）：电路）：电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如:电流通过电动机时，则：电流通过电动机时，则：Q W Q W（I I2 2RtRtUItUIt）注意：注意：焦耳定律适用于焦耳定律适用于任何用电器任何用电器的的热量热量计算。计算。1、有三个用电器，其中一个为、有三个用电器，其中一个为“220V60W”的电风扇，一个为的电风扇，一个为“220V60W”的白炽灯，的白炽灯，一个为一个为“220V60W”电热器，都在额定电电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是（）生的热量是（）A.电风扇最多电风扇最多B.白炽灯最多白炽灯最多C.电热器最多电热器最多D.都一样都一样那么消耗的电能呢？电流做的功呢？那么消耗的电能呢？电流做的功呢？C2、下列家用电器中，属于电热器的是（）、下列家用电器中，属于电热器的是（）A电熨斗电熨斗B电风扇电风扇 C电话机电话机 D洗衣机洗衣机3、下列事例中，不属于利用电热的是（、下列事例中，不属于利用电热的是（）A.用电饭锅煮饭用电饭锅煮饭 B.电热孵卵器孵小鸡电热孵卵器孵小鸡 C.用电熨斗熨衣服用电熨斗熨衣服 D.电视机加散热窗电视机加散热窗AD 4、一个电加热器，电阻为、一个电加热器，电阻为100，工作，工作时通过加热器的电流为时通过加热器的电流为2A，则它工作，则它工作200s产生的热量是产生的热量是8104 J这段时间内电流做的功是这段时间内电流做的功是8104 JC 5、电炉在使用时、电炉在使用时,电炉丝迅速热的发红电炉丝迅速热的发红,而而与其相连的输电线却不怎么热与其相连的输电线却不怎么热,下列解释正下列解释正确的是确的是()A、输电线中电流小于电炉丝中电流输电线中电流小于电炉丝中电流B、输电线通电时间小于电炉丝的通电时间输电线通电时间小于电炉丝的通电时间C、输电线电阻小于电炉丝电阻输电线电阻小于电炉丝电阻D、以上说法都正确以上说法都正确电炉丝电炉丝输电线输电线6、假设所有导体都没有电阻，当用电器通、假设所有导体都没有电阻，当用电器通电时，下列说法中正确的是电时，下列说法中正确的是()A、白炽灯仍能发光、白炽灯仍能发光B、电动机仍能工作、电动机仍能工作C、电饭锅仍能煮饭、电饭锅仍能煮饭D、电熨斗仍能熨烫衣服、电熨斗仍能熨烫衣服B7、阻值为、阻值为R的电阻丝的电阻丝,接到电源上接到电源上6分钟烧开一分钟烧开一壶水壶水,现在用两根同样的电热丝串联起来现在用两根同样的电热丝串联起来,烧烧同样一壶水同样一壶水,需要的时间是需要的时间是 ()A.12分钟分钟 B.4 分钟分钟 C.8分钟分钟 D.6分钟分钟 8、一只电炉接在、一只电炉接在220伏的电路上时，用伏的电路上时，用10分钟分钟可把一壶水烧开，那么接在可把一壶水烧开，那么接在110伏的电路上时，伏的电路上时，同样把这壶水烧开所需要时间是同样把这壶水烧开所需要时间是 ()A.10分钟分钟 B.20分钟分钟 C.30分钟分钟 D.40分钟分钟AD9、两只电阻、两只电阻R12R2，把它们串联起来后接，把它们串联起来后接入电路中，在相同的时间内产生的热量之比入电路中，在相同的时间内产生的热量之比是，若把它们并联起来后接在电路中，是，若把它们并联起来后接在电路中，在相同时间内产生的热量之比是。在相同时间内产生的热量之比是。若为两个阻值相同的电阻，先后串联和并联若为两个阻值相同的电阻，先后串联和并联接在同一电路中，相同时间内产生的热量之接在同一电路中，相同时间内产生的热量之比是。比是。2 11 41 210、电炉丝坏了，去掉、电炉丝坏了，去掉1/4后，仍接在原电源上，后，仍接在原电源上，在相同的时间内产生的热量与原来产生的热量在相同的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为之比为 ()A.4:3 B.3:4 C.4:1 D.1:411、某电热器的电阻是、某电热器的电阻是55欧姆，把它接在电源上欧姆，把它接在电源上5分钟产生分钟产生2.65105焦的热量焦的热量,则电源电压是则电源电压是 伏。伏。12、一只烘干箱，当通过的电流是、一只烘干箱，当通过的电流是5安时，每分安时，每分钟产生的热量是钟产生的热量是6.6104焦，求该烘干箱发热焦，求该烘干箱发热体的电阻和功率？工作体的电阻和功率？工作5小时用几度电？小时用几度电？A1313、“220V 40W220V 40W”的电炉，在照明电路的电炉，在照明电路上，使用上，使用1010分钟产生了多少热量？分钟产生了多少热量？1414、一电动机线圈的电阻为、一电动机线圈的电阻为11，线圈两端所，线圈两端所加电压为加电压为2V2V时，电流为时，电流为0.8A0.8A，电动机正常，电动机正常工作求工作求:(1)(1)电动机正常工作电动机正常工作1min1min所消耗的电能所消耗的电能(2)(2)电动机线圈每分钟产生的热量电动机线圈每分钟产生的热量(3)(3)电动机正常工作电动机正常工作1min1min所转化的机械能是多所转化的机械能是多少？少？96J 38.4J 57.6J96J 38.4J 57.6J 15、一台直流电动机它的线圈的电阻、一台直流电动机它的线圈的电阻r2欧，电动欧，电动机与另一个机与另一个R5欧的电阻串联接在欧的电阻串联接在220伏的电路上伏的电路上工作，通过电动机的电流强度为工作，通过电动机的电流强度为10安如图所示。安如图所示。求：求：(1)整个电路中消耗的电功率，整个电路中消耗的电功率，(2)电动机消耗的功率，电动机消耗的功率，(3)电动机转化为机械能的功率，电动机转化为机械能的功率，(4)整个电路中发热功率。整个电路中发热功率。16、一个、一个“220V 1000W”的电热器，在额定电的电热器，在额定电压下通电压下通电15分钟，分钟，(1)产生的热量是多少焦？产生的热量是多少焦？(2)若家用电能表上标有若家用电能表上标有“3000r/KWh”的字样，的字样，则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转？(3)若这些热量有若这些热量有30%被被2.5千克、千克、30的水吸的水吸收，在收，在1标准大气压下，水温升高到多少标准大气压下，水温升高到多少？水的比热是水的比热是4.2103焦焦/（千克（千克）