153电热器电流的热效应.doc

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1、15.3 电热器 电流的热效应 教学目标：1.知识与技能：知道电流的热效应在实验的基础上总结得出焦耳定律的内容理解焦耳定律的内容公式及其应用知道一般电热器的工作原理和应用2.过程与方法：体验科学探究的过程，了解科学探究的重要方法控制变量法，提高探究能力和思维能力3.情感、态度与价值观：体验科学探究的乐趣，体会物理科学的研究方法重点难点：1理解焦耳定律的内容、公式、单位和应用2实验探究焦耳定律教学过程：一 前提测评：有一灯泡铭牌如图所示，根据图中所给信息判断下列说法中正确的是：（ ）A、 只有在220V的电压下工作时灯泡的功率才是25W；B、 灯泡工作时的功率一定是25W；C、 只要电压高于22

2、0V，灯泡一定会烧坏；D、 只要电压低于220V，灯泡一定不能工作；通过某导体的电流为05 A，工作10s电流做功180 J，可知导体两端的电压为_V；在该导体两端的电压为零时，导体的电阻为_。一个灯泡的灯丝烧断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮，其原因是：（ ）A灯丝电阻增大，功率增大B灯丝电阻减小，功率增大C灯丝两端电压增大，功率增大D灯丝中电流增大，功率减小将两个标有“220V 100W”字样的白炽灯串联起来，接在家庭电路中。当开关闭合时，每个电灯的额定功率为 _ W，实际功率为_ W。二 以学定教(一) 导入新课：师：电流通过导体做功的过程中，是将什么能转化为什么能的过程？电流通过各

3、种用电器时，如电动机、电灯等，过一段时间后，用手去摸用电器时有何感觉？为什么？学：回答问题。（二）新课解析：一、 电流的热效应：通过对电流通过用电器时用电器发热，得出：只要导体中有电流通过，且导体由电阻存在，导体总会发热。电流的热效应：电流通过导体时，导体发热的现象举出生活中利用电流热效应常用用电器。二、 焦耳定律1.提出问题：电流通过导体时所产生的热量与哪些因素有关？猜测电流产生的热量与哪些因素有关讨论：要研究电流产生的热量与哪些因素有关，应该怎么办？2.实验探究电流产生的热量与电阻的关系：要研究电流产生的热量与电阻的关系，应采用什么方法？要研究电流产生的热量与电阻的关系，应该怎样设计实验和

4、控制哪些变量？画出电路图来。实验探究。学生观察。3. 实验探究电流产生的热量与电流的关系：要研究电流产生的热量与电流的关系，应该怎样设计实验和控制哪些变量？该怎么办？实验探究：4实验探究电流产生的热量与时间的关系，应该怎样设计实验和控制哪些变量？ 实验探究：5.实验结论：电流通过导体产生的热量与导体本身的 、通过导体的 以及通电时间有关。英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出电流产生的热量与电流的大小、电阻的大小和通电时间的关系，我们为了纪念这位伟大的科学家，一定要理解并记牢这个实验定律焦耳定律。6.焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体本身的电阻成正比，与通电时间成

5、正比。写成公式为： Q=I2RtQ的单位为J，电流、电阻、时间的单位分别为A、S。 1J1A.S7.焦耳定律的数学推导：若用电器消耗的电能全部转化为内能，则WQQ=UIt Q= I2Rt【例】某用电器的电阻丝的电阻为55，接入220V的电路中，在20min内共产生多少热量？8.焦耳定律的导出公式及适用范围QI2Rt=Pt=UIt=Pt在所有的电路中，焦耳定律的是适用的，但导出公式只适用于纯电阻电路中。因为在非纯电阻电路中，如电动机，电流做功只有一部分用来产生热量，绝大部分都转化为机械能，即WE+Q，在这种情况下，焦耳定律仍然适用所要注意的是，算出的数值仅是其中转化为内能的那一部分能量（电功）【

6、例】有一电动机，它正常工作时的电阻为5，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？三、 电流热效应的利用和防护 利用：利用电流的热效应可以制成电热器。如：电热毯、电炉、取暖器等。 防护：电流通过导体发热，也会造成危害。如输电线在输电过程中有一部分电能转化为内能造成浪费，导线热会引起绝缘层的老化而引起火灾【例3】白炽灯、电烙铁和电动机上都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，比较三个用电器产生的热量是（ ） A白炽灯最多 B电烙铁最多 C电动机最多 一样多【例4】电炉的电阻丝热得发红,而与它

7、串联的铜导线却不发烫,这是因为铜导线（ ）A电阻较大 B电阻较小 C通过的电流较大 D通过的电流较大【例5】阻值为R的电阻丝,接到电源 上6分钟烧开一壶水,现在用两根同样的电热丝串联起来,烧同样一壶水,需要的时间是 ( ) A. 12分钟 B. 4 分钟 C. 8分钟 D. 6分钟总结：今天学习了哪些内容，同学们小结一下并互相评价。三当堂检测1. 有两根导线，第一根是2欧，第二根电阻是6欧，加在它们两端的电压之比为1:3，通电时间之比为2:1，则它们产生热量之比为 （ ）A1:6 B6:1 C2:3 D3:22. “220V 40W”的电炉，在照明电路上，使用10分钟产生了多少热量？ 3一只电

8、炉接在220伏的电路上时，用10分钟可把一壶水烧开，那么接在110伏的电路上时，同样把这壶水烧开所需要时间是 ( ) A10分钟 B20分钟 C30分钟 D40分钟4某台电饭锅说明书中所列主要数据如表：额定电压220V额定频率50Hz额定功率440W额定容积2.0L额定煮米量0.7kg（1）这台电饭锅在额定电压下使用，通过的电流是_A。（2）电饭锅正常工作15min消耗电能 kwh，产生的热量是 。四课后布置：(1)预习作业：1、在电路中由于短路等原因引起电流过大时，空气开关能自动_ 电路，俗称“跳闸”。2、某同学家的保险丝突然熔断，换上新的同规格保险丝后又立即熔断，这种现象说明电路中存在_

9、_故障或用电器的_ _。3 ,使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的 。笔尖接触电线（或与导线相连的导体），氖管发光表明接触的是 线。4家庭电路中，造成电流过大的原因不可能的是（ ）A、火线与零线短路 B、用电器与电路接线不良C、接入了大功率的用电器 D、电路中总电阻过小5安装家庭电路时，下列几种做法中，正确的是 （ ） A将各盏电灯串联 B将插座和电灯串联 C将保险丝装在总开关的前面 D零线直接进灯座，火线经过开关再进灯座(2).巩固练习详见课后练习15。3 电热器 电流的热效应 课后练习天汾初中 程新一选择题： 1小星家新买了一规格为“800W”的电热水壶，他经过几次使用后发现，晚饭后烧开一壶

10、水总比早晨烧开一壶水所用的时间长，你认为主要原因是：( )A晚间大气压升高，水的沸点升高，需要的热最比早晨多B晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压C晚间水蒸发更快，带走更多的热量D晚间环境温度比早晨的温度低答案：B2超导现象是20世纪的重大发现之一，科学家发现某些物质在温度很低时，如铅在265.95以下，电阻就变成零。若常温下超导体研制成功，则超导体适合做：( )A电铬铁 B输电线 C滑动变阻器的线圈 D电炉丝答案：B3图1中的几种用电器的额定功率最接近1000W的是：( )A.家庭电扇 .笔记本电脑 .台灯 .电饭锅图1答案：D4小强家新买了一个电热水壶，使用前小强细读电热水壶的

11、铭牌他理解错误的是( ) A电热水壶正常工作时的电压为220V B电热水壶工作时实际消耗的功率都是400W C电热水壶每次烧水时最多只能盛水500ml D电热水壶应接在电压为220V，频率为50Hz的交流电源上使用答案：B5如图3两个发热电阻RlR2，当它们并联在同一电源上时，闭合S后，对被凡士林粘住的相同火柴甲、乙，下列说法正确的是 ( )A甲先掉下 B乙先掉下 c一起掉下 D都不会掉下答案：A6 .将一个标有“12V 15W”的灯泡接入某电路时，测得通过它的电流是1A，则它的实际功率( )A小于15W B等于15W C大于15W D不能确定 答案：A.7. 图4电路中，电源电压不变，灯L上

12、标有“18V18W”的字样，电压表所选量程为015V，电流表所选量程为03A。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯L正常发光，电流表示数为2.5A。当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端3/4ab长度时，电压表示数为15V。则在保证电路各元件安全的情况下，断开开关S，移动滑片P的过程中，灯L的最小功率为( )A、0.5W B、3.75WC、5WD、6.48W答案：C8. 小红同学在做“探究串联电路电压的规律”的实验时，连好了如图所示的电路，接通开关后发现L1正常发光，L2只能微弱发光，对产生这一现象的原因分析，你认为合理的是 ( ) A灯泡L2发生了断路B灯泡L2发生了短路C由于

13、灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小D由于灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小答案：D二填空题：9额定功率为1500W的电热水壶，内装1升、初温为20 的水，若接通电源后，正常工作4分钟水被烧开(温度为100)这个过程中水吸收的热量为 J，消耗了 _J的电能水的密度为10103kgm3，比热容为42103J(kg)该电热水壶的加热效率为 。答案：3.36105、3.6105 、93.3%10如图所示，是分别测量电阻丝R1和R2的阻值时，得到的电流随电压变化的图像。从图象上能看出两电阻丝的阻值大小关系是R1_R2（选填“”、“=”或“”）。将两电阻丝按图乙的连接方式接入电路中，并将两根完全相同的火柴

14、头分别放在两电阻丝上，闭合开关一段时间后，发现 上的火柴头先燃烧，由此可知，在电流一定时，_越大，电功率越大。答案：.、R2 、电阻三解答题：(12分+5分=17分)11我们知道：“电流通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，与通电时间成正比”这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q=I2Rt.爱动脑筋的小明在探究这个问题时，设计了图示的实验，只连接一次电路就完成了实验探究他的方法是第11题用电阻丝（其中R甲R乙）给三个烧瓶中的煤油加热，要求煤油的质量 (相同/不同)然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少请你仔细观察小明设计的实验电路，并应

15、用所学知识分析回答下列问题：(1)探究电热的多少与电流的关系，应该对比 两个烧瓶中煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该 (相同/不同)(2)探究电热的多少与电阻的关系，应该对比 两个烧瓶中煤油柱上升的高度(3)有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子： 。答案：相同。 （1）甲，丙 (乙，丙) ，相同 （2）甲，乙（3）电饭锅，电熨斗12培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行。图12是研究性学习小组的同学设计的恒温箱。他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W。（电热丝阻值不随温度变化）请你解答下列问题：（1）（1分）电热丝是利用电流的_效应工作的。（2）通过电热丝R的电流为多大？（3）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W。在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一段多大阻值的电热丝？答案：（1）热 （2） 0.75A (3) 60LG微波炉MG5021MW额定电压：220V一50Hz微波额定功率：1100W微波输出功率：700W内腔容积：20L振荡频率：2450MHz13右下表是LG微波炉的部分技术参数，问：(1)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少安?(2)如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30min，则做这道菜需消耗多少千瓦时的电能?答案：（1）5A （2）0.55Kwh