《三、电热器 电流的热效应》课件1.ppt

电热器：电热器：电热油汀电热油汀电电 炉炉电暖器电暖器电水壶电水壶电熨斗电熨斗电饭锅电饭锅热得快热得快利用利用电流热效应电流热效应工作的工作的装置。装置。电流的热效应：电流的热效应：当电流当电流通过导体时会发热，将通过导体时会发热，将电电能直接转化为内能。能直接转化为内能。电流通过导体时会发热的现象电流通过导体时会发热的现象电炉接入电路中时，电炉和电线中电炉接入电路中时，电炉和电线中流过相同的电流，为什么电炉丝热流过相同的电流，为什么电炉丝热得发红，而导线几乎不发热。得发红，而导线几乎不发热。问题1：提出问题：导体通电时产生热量的多少可能导体通电时产生热量的多少可能与哪些因素有关？与哪些因素有关？实验方法实验方法:n现象一：电炉丝通电能产生热。n猜想二：电炉丝产生的热量同通电时间有关。n猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。n现象二：电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。n事实：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线 材料是铜。n猜想一：电炉丝产生的热量同电流有关控制变量法控制变量法想一想 议一议n1、如何研究通电导体的电阻大小对产生热量的影响n2、如何研究通电导体中电流大小对产生热量的影响n3、如何研究导体的通电时间对产生热量的影响n如何观察比较电热？为完成探究，还需什么器材？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，点燃火柴电热丝发热，点燃火柴 优点：优点：实验时间短，操作简便。实验时间短，操作简便。器材简单，容易准备；器材简单，容易准备；现象容易受火柴、放置位现象容易受火柴、放置位置、环境（置、环境（如空气流动如空气流动）等因素的干扰；）等因素的干扰；现象直观、明显；现象直观、明显；缺点：缺点：方法二方法二电热丝发热使电热丝发热使煤油煤油温升和膨胀温升和膨胀现象直观、精确；现象直观、精确；受环境干扰较少。受环境干扰较少。缺点：缺点：优点：优点：实验时间实验时间稍长稍长。器材复杂，准备较难；器材复杂，准备较难；现象较细微，远处不便看；现象较细微，远处不便看；连接实物图，并画出电路图连接实物图，并画出电路图AR1R2(1)研究电热器电阻的大小对产生热量的影响研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响，要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制应该控制和和 不变，不变，则可以让两个阻值不同的电阻则可以让两个阻值不同的电阻（串联并联）后接入电路。（串联并联）后接入电路。3.设计实验、验证假设设计实验、验证假设电 流通电时间串串 联联(2)研究电流大小对产生热量的影响研究电流大小对产生热量的影响 要研究电流对产生热量的影响，应该使电要研究电流对产生热量的影响，应该使电阻的阻值阻的阻值 (改变改变/不变不变)，而通过该电，而通过该电阻的电流大小阻的电流大小 (改变改变/不变不变)。只要。只要调节电路中滑动变阻器的滑片，就可以改调节电路中滑动变阻器的滑片，就可以改变电路中的电流大小。变电路中的电流大小。不不 变变 改改 变变(3)研究研究通电时间对产生热量的影响对产生热量的影响 要研究电流对产生热量的影响要研究电流对产生热量的影响,应该应该控制控制和和 不变，改不变，改 变变 。通电时间通电时间电电 阻阻电电 流流结结论论1.在在通通电电电电流流和和通通电电时时间间相相同同的的条条件件下下，电阻越大，电流产生的热量越多。电阻越大，电流产生的热量越多。结结论论2.在在电电阻阻和和通通电电时时间间相相同同的的条条件件下下，电电流越大，电流产生的热量越多。流越大，电流产生的热量越多。结结论论3.在在通通电电电电流流和和电电阻阻相相同同的的条条件件下下，通通电时间越长，电流产生的热量越多。电时间越长，电流产生的热量越多。实验结论2.2.焦耳定律焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验，于英国物理学家焦耳通过大量的实验，于18401840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。和通电时间的关系，即焦耳定律。内容：电流流过导体时产生的热量，与电流内容：电流流过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比的时间成正比 。1.1.公式：公式：(普遍适用普遍适用)单位：单位：II安安 RR欧欧 tt秒秒 QQ焦焦电流产生热量的表达式电流产生热量的表达式 Q=I2Rt【练习练习1】当当0.2A的电流通过一金属线的电流通过一金属线时产生的热量为时产生的热量为Q1，若使通过的电流，若使通过的电流增加到增加到0.4A时，在相同的时间内产生时，在相同的时间内产生的热量为的热量为Q2，那么，那么Q2是是Q1的（的（）A.2倍倍 B.4倍倍 C.0.25倍倍 D.0.5倍倍B【练习练习2】两个电热器的电阻之比两个电热器的电阻之比为为4:3，通过相同的电流，在相等，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比的时间里产生的热量之比_；若两个电热器的电阻相同，通过若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为的电流强度为13，在相等的时，在相等的时间里产生的热量之比为间里产生的热量之比为_。4319【例题例题1】某电热器电阻丝的电某电热器电阻丝的电阻为阻为55，接在，接在220V的电源上，的电源上，在在20min内共产生多少热量？内共产生多少热量？电功和电热的关系电功和电热的关系 （W W 和和 Q Q 的关系）的关系）在电热器电路在电热器电路 (只有电阻的电路只有电阻的电路)中：（电能几乎全中：（电能几乎全部转化为内能）部转化为内能）W=Q W（=UIt）=Q（=I2Rt）在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）能转化为机械能）W Q W（=UIt）Q（=I2Rt）说明：说明：焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算由于由于电阻存在，电阻存在，电能转化为内能的那部分能电能转化为内能的那部分能量量即电热即电热。没有电阻，就不产生电热！没有电阻，就不产生电热！结论结论：电功电功W电热电热Q电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式 (1).Q=UIt(2).Q=只适用于只有电阻只适用于只有电阻的电路的电路,(电能全部转电能全部转化为内能化为内能)的情况。的情况。电热器的结构共性电热器的结构共性电热器的主要组成部分是电热器的主要组成部分是电阻丝电阻丝做的做的发热体发热体。发热体均是由发热体均是由 电阻率大电阻率大 、熔点高熔点高 的材料的材料做成的。做成的。同学们，想一下，这么多电热器在结构上有同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相同之处？什么相同之处？你知道吗？你知道吗？为什么电热器的材料要用为什么电热器的材料要用电阻率大，熔点高电阻率大，熔点高的电阻丝做？的电阻丝做？为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上？为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上？【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作工作1秒钟，秒钟，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 380101J 3800J已知：电动机已知：电动机 U=380V I=10A R=2 t=1s求：求：（1）W （2）Q 2）QI2Rt 10 10 2 1J 200J应用举例：应用举例：防止举例：防止举例：用电器使用不当时，电热会产生哪些危害？用电器使用不当时，电热会产生哪些危害？电线中电流过大时，电线中电流过大时，电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火；电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火；有些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。有些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。用电器是采取哪些措施防止电热的危害的？用电器是采取哪些措施防止电热的危害的？有的电动机里装有风扇；有的电动机里装有风扇；电视机、收音机机壳上有散热窗等；电视机、收音机机壳上有散热窗等；19801980年巴黎日用电器展览会上，出现了一种被年巴黎日用电器展览会上，出现了一种被称为称为“烹饪之神烹饪之神”的炊具。这种炊具是利用微的炊具。这种炊具是利用微波的特性制作的。微波是一种高频率的电磁波，波的特性制作的。微波是一种高频率的电磁波，具有反射、穿透、吸收三种特性。这种炊具的具有反射、穿透、吸收三种特性。这种炊具的心脏是瓷控管，所产生的每秒心脏是瓷控管，所产生的每秒2424亿亿5 5千万次的超千万次的超高频率的微波，快速振动食物内的蛋白质、脂高频率的微波，快速振动食物内的蛋白质、脂肪、糖类、水分子等。使分子之间相互碰撞、肪、糖类、水分子等。使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组合。简而言之，是靠食物本挤压、重新排列组合。简而言之，是靠食物本身内部的摩擦生热的原理来烹调的。身内部的摩擦生热的原理来烹调的。微波炉的工作原理微波炉的工作原理微波炉不是电热器。微波炉不是电热器。微波炉是电热器吗？微波炉是电热器吗？本本 课课 小小 结结一、知道电流的热效应；知道一般电热器的发热原理；一、知道电流的热效应；知道一般电热器的发热原理；会对一些家庭电热器进行简单的计算。会对一些家庭电热器进行简单的计算。电流热效应、电热器发热原理、电流热效应、电热器发热原理、二、探究决定电热的因素、理解并正确运用焦耳定律二、探究决定电热的因素、理解并正确运用焦耳定律电热与什么因素有关、焦耳定律、公式、单位；电热与什么因素有关、焦耳定律、公式、单位；简单的家用电热器的计算。简单的家用电热器的计算。焦耳定律的适用条件、电热的计算焦耳定律的适用条件、电热的计算作业作业:1.复习本课内容复习本课内容2.课时作业本课时作业本