15.3电热器 电流热效应(精品).ppt

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1、一、电热器一、电热器化学效应化学效应热效应热效应磁效应磁效应电流通过电流通过任何任何一个导体，导体都要一个导体，导体都要发热发热，把，把电能电能转化转化为为内能内能，这种现象叫电流的，这种现象叫电流的热效应热效应。将生活中的各种用电器合理分类。将生活中的各种用电器合理分类。【活动活动】利用电流的利用电流的热效应热效应来工作的用电器。来工作的用电器。【电热器电热器】各种电热器在结构上有什么相同之处？各种电热器在结构上有什么相同之处？一、电热器一、电热器【活动活动】【思考思考】列举一些生活中常用的电热器。列举一些生活中常用的电热器。发热体：发热体：安全保护安全保护电阻率大、熔点高电阻率大、熔点高电

2、能电能内能内能微波炉是电热器吗？微波炉是电热器吗？一、电热器一、电热器【结构特点结构特点】特点：特点：作用：作用：绝缘体：绝缘体：【阅读辨析阅读辨析】1980年巴黎出现了一种被称为年巴黎出现了一种被称为“烹饪烹饪之神之神”的炊具微波炉，其心脏是瓷控的炊具微波炉，其心脏是瓷控管，能产生的每秒管，能产生的每秒24亿亿5千万次的超千万次的超高频率的微波，快速振动食物内的蛋高频率的微波，快速振动食物内的蛋白质、脂肪、水分子等。使分子之间白质、脂肪、水分子等。使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组合。简相互碰撞、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。而言之，是靠食物本身内

3、部的摩擦生热的原理来烹调的。不是不是三、电热三、电热电流通过用电器产生的热量，用电流通过用电器产生的热量，用Q表示。表示。电能转化为内能的多少。电能转化为内能的多少。焦（焦（J）如何让电热器产生更多电热？如何让电热器产生更多电热？B B、同一电热器，通电时间越长，发热越多。、同一电热器，通电时间越长，发热越多。C C、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。A A、电热器通电发热，不通电不发热。、电热器通电发热，不通电不发热。【定义定义】【实质实质】【单位单位】【思考思考】【活动活动】结合生活经验，猜想电热的影响因素。结合生活经验，猜想电热的影响因素。可能与可

4、能与电流电流有关，有关，I 越大，越大，Q越大越大可能与可能与时间时间有关，有关，t 越大，越大，Q越大越大可能与可能与电阻电阻有关，有关，R越大，越大，Q越大越大Q与与I、R、t之间存在何种定量关系呢？之间存在何种定量关系呢？评估评估评估评估方案方案方案方案结论结论结论结论（控制变量法）（控制变量法）2.2.如何反映电热的大小？如何反映电热的大小？（转化法）（转化法）A.保持保持I、t一定，探究一定，探究Q与与R的关系的关系B.保持保持R、t一定，探究一定，探究Q与与I的关系的关系1.1.实验需采用哪种研究方法？实验需采用哪种研究方法？4.4.如何控制和测量相关参量，进行实验？如何控制和测量

5、相关参量，进行实验？（物体受热升温）（物体受热升温）四、探究电热的影响因素四、探究电热的影响因素（物体受热膨胀）（物体受热膨胀）3.3.实验中需要哪些实验器材？实验中需要哪些实验器材？在通电时间越长，电阻越大，电流越大在通电时间越长，电阻越大，电流越大的情况下，电热器产生的电热越多。的情况下，电热器产生的电热越多。保持保持I、t一定，探究一定，探究Q与与R的关系的关系电阻的大小和液柱上升的高度电阻的大小和液柱上升的高度四、探究电热的影响因素四、探究电热的影响因素【课题课题1 1】【对比对比】通过电热丝的通过电热丝的 相同时，电相同时，电热丝的电组越热丝的电组越，电热就越，电热就越。【结论结论1

6、 1】多多大大电流和通电时间电流和通电时间保持保持R、t一定，探究一定，探究Q与与I的关系的关系四、探究电热的影响因素四、探究电热的影响因素【课题课题2 2】电流表的示数和液柱上升的高度电流表的示数和液柱上升的高度【对比对比】【结论结论2 2】电热丝的电热丝的 相同时，通过电相同时，通过电热丝的电流越热丝的电流越，电热就越，电热就越。多多大大电阻和通电时间电阻和通电时间五、焦耳定律五、焦耳定律18401840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和电阻时的水温。通过实验他发现：电阻时的水温。通过实验他发现：导体在一定时间内放出的热导体

7、在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后，俄。四年之后，俄国物理学家楞次进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正国物理学家楞次进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此该定律称为焦耳定律。焦耳活到了七十一岁。确性。因此该定律称为焦耳定律。焦耳活到了七十一岁。18891889年年1010月月1111日焦耳在索福特逝世。他一生日焦耳在索福特逝世。他一生用近四十年的时间探索用近四十年的时间探索“功和热量功和热量”之间关系之间关系”，不畏艰难，呕心沥血。，不畏艰难，呕心沥血。他的事迹非他的事迹非常感人，后人为了纪念焦耳，把功

8、和能的单位定为焦耳。常感人，后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻日生于英国曼彻斯特。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，斯特。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，焦耳认没有受过正规的教育。青年时期，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学。数学、哲学和化学。电流通过导体所产生的热量与电流的平方成电流通过导体所产生的热量与电流的平方成正比，与这段导体的电阻成正比，与通电时正比，与这段

9、导体的电阻成正比，与通电时间成正比。间成正比。揭示了电热的计算方法。揭示了电热的计算方法。Q=I2Rt焦（焦（J)1J=1A2sA.实验定律实验定律普遍适用普遍适用于各种电路电热计算。于各种电路电热计算。B.注意注意Q与与R、I、t的的“同体、同时性同体、同时性”关系。关系。C.落实落实Q与与R、I、t的单位的单位“统一性统一性”原则。原则。【内容内容】【意义意义】【公式公式】【单位单位】【说明说明】五、焦耳定律五、焦耳定律【拓展拓展】结合欧姆定律：结合欧姆定律：Q=U I tQ=U2 t/RD.推导公式只适用于推导公式只适用于纯电阻电路纯电阻电路电热的计算。电热的计算。在非纯电阻电路中，在非

10、纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，W=UIt 求得的是总消耗的电求得的是总消耗的电 能；能；Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中部分转化为公式求得的是在总电能中部分转化为 内能的能量。内能的能量。电功与与电热的关系（电功与与电热的关系（W与与Q的关系）的关系）用电器用电器电能电能机械能机械能内能内能其他能其他能W=UItQ=I2Rt在纯电阻电路在纯电阻电路(电热器电路电热器电路)中：中：即：即：W QW=UIt=U2t/R=I2RtQ=I2Rt=U2t/R=UItW=Q【辨析辨析】五、焦耳定律五、焦耳定律例、一只例、一只“220V220V，800W800W”的电饭锅，接在照明电

11、路中，的电饭锅，接在照明电路中，求：求：电饭锅正常工作时的电流。电饭锅正常工作时的电流。电饭锅工作时的电阻。电饭锅工作时的电阻。该电饭锅工作该电饭锅工作1h1h消耗的电能是多少？消耗的电能是多少？它它lhlh放出的热量是多少？放出的热量是多少？例、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为例、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V380V，线圈的电阻为线圈的电阻为2 2,线圈中的电流为线圈中的电流为10A,10A,若这台电若这台电 动机正常工作动机正常工作1 1秒钟。秒钟。求：求：消耗的电能消耗的电能W。产生的热量产生的热量Q。该电动机的效率。该电动机的效率。【总结总结】六、电热的危害六、电热

12、的危害电热失火电热失火元件损坏元件损坏降低功效降低功效再列举一些电热的危害实例。再列举一些电热的危害实例。【危害危害】公安部消防局发布公安部消防局发布20072007年火灾统计数据。全年火灾统计数据。全年共发生火灾年共发生火灾15.915.9万起，死亡万起，死亡14181418人，直接财产损失人，直接财产损失9.99.9亿元，其中电路失火引发的火灾占总数一半以上。亿元，其中电路失火引发的火灾占总数一半以上。七、常见电热器的研究七、常见电热器的研究【电饭锅电饭锅】例、例、CFXB型型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷

13、开关它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进进行调节，行调节，R0为电热丝当开关为电热丝当开关S接高温烧煮挡时，电路的接高温烧煮挡时，电路的功率为功率为1100W，当开关，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功接焖饭、保温挡时，电路的总功率为率为22W电饭煲在高温烧煮挡时，开关电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触应与哪个触点连接？点连接？电热丝电热丝R0的阻值多大？的阻值多大？当电饭煲在正常焖当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温焖饭、保温10min，电，电热丝热丝R0产生的热量为多少？产生的热量为多少？【电热毯电热毯】例例、有有一一电电热

14、热毯毯，说说明明书书上上标标明明所所用用的的电电压压为为 220V，电电热热毯毯电电阻阻由由 R1和和R2组组成成，R1=605，如如图图所所示示，利利用用开开关关 S的的通通断断可可以以使使电电热热毯毯的的发发热热功功率率（指指电电路路的的总总功功率率）分分为为两两档档，档档为为功功率率最最大大，档档功功率率为为档档功功率率的的 1/4，试试问问：开开关关处处于于什什么么状状态态时时，电电热热毯毯的的功功率率最最大大？最最大大功功率率为为多多少少 W？电电 阻阻 R2应应 为为多多大大？改改 变变 R1和和R2的的电电阻阻值值，请请另另处处设设计计一一个个不不同同的的电电路路实实现现上上面面

15、的的功功能能。要要求求：画画出出电电路路图图；并并求求出出R1和和R2的电阻值。的电阻值。七、常见电热器的研究七、常见电热器的研究例例、小小明明家家买买了了一一台台电电暖暖器器，有有低低、中中、高高三三个个档档位位的的发发热热功功率率。左左图图是是其其内内部部简简化化电电路路图图，开开关关S1可可分分别别与与触触点点 a、b接接 触触。已已 知知R1=48.4，R2=96.8，电电源源电电压压保保持持不不变变。请请分分析析和和解解答答以以下下问问题题：当当开开关关 S1置置 于于 b端端、S2断断 开开时时，电电暖暖器器处处于于什什么么档档位位?简简述述理理由由。电电暖暖器器在在中中档档位位工

16、工作作时时，消消耗耗的的电电功功率率是是多多少少?电电暖暖器器在在高高档档位位工工作作时时，加加热热 6min，消消 耗耗的电能为多少的电能为多少?【电暖器电暖器】七、常见电热器的研究七、常见电热器的研究【电水壶电水壶】例例、下下 图图是是一一种种电电水水壶壶的的电电路路原原理理示示意意图图，E1、E2是是 两两个个指指示示灯灯，1、4和和2、3是是两两个个触触点点开开关关，触触点点开开关关由由手手动动绝绝缘缘杆杆控控制制闭闭合合，电电热热丝丝 R的的阻阻值值为为 88，R1的的阻阻值值为为2112，R2的的阻阻值值为为 352。指指示示灯灯 E1、E2的的电电阻阻很很小小，计计算算中中可可忽

17、忽略略不不计计。（设设家家庭庭电电路路电电压压 220V恒恒定定不不变，电热丝变，电热丝R及电阻及电阻R1、R2的阻值不随温度变化）的阻值不随温度变化）七、常见电热器的研究七、常见电热器的研究请根据上面的叙述解答问题：请根据上面的叙述解答问题：将插头插入家庭电路中的插将插头插入家庭电路中的插座，不按动绝缘杠杆，哪个指座，不按动绝缘杠杆，哪个指示灯亮？示灯亮？分别计算电暖水瓶分别计算电暖水瓶在加热状态和保温状态时电热在加热状态和保温状态时电热丝丝R的功率。的功率。【电水壶电水壶】七、常见电热器的研究七、常见电热器的研究例、如图是例、如图是SD-600全自动豆浆机的铭牌全自动豆浆机的铭牌额定电压额

18、定电压 220V 220V电机功率电机功率 260W 260W额定频率额定频率 50Hz 50Hz干豆容量干豆容量 60 605g5g电热功率电热功率 600W 600W外形尺寸外形尺寸 215215190190347347制制浆浆过过程程：先先将将 90g泡泡好好的的黄黄豆豆装装入入滤滤杯杯内内，再再往往制制浆浆杯杯内内加加 入入 1000mL的的水水第第 1步步 加加热热：接接通通电电源源，加加热热管管开开始始加加热热，加加热热 6min杯杯内内水水温温升升至至 80；第第2步步 打打浆浆：加加热热停停止止，电电机机开开始始打打浆浆，按按工工作作 l0s停停8s方方式式循循环环，经经 1.

19、2min停停止止；第第3步步再再加加热热：打打浆浆结结束束后后，加加热热管管继继续续加加热热，加加热热 3min豆豆 浆浆由由80升升温温至至 100。根根据据以以上上信信息息计计算算：在在“第第三三步步再再加加热热”的的过过程程中中，豆豆浆浆吸吸收收的的热热量量(设设豆豆浆浆与与水水的的比比热热容容相相等等)；试试求求：豆豆浆浆机机在在“加加 热热 打打 浆浆 再再加加热热”的的全全过过程程中中，共消耗的电能。共消耗的电能。【豆浆机豆浆机】七、常见电热器的研究七、常见电热器的研究【信息的呈现方式信息的呈现方式】文字、表格、图形等文字、表格、图形等【提炼信息提炼信息】直奔主题，快速找出与本题相关直奔主题，快速找出与本题相关 的物理量和电路图的物理量和电路图【处理信息处理信息】对应状态，灵活运用公式对应状态，灵活运用公式联系实际、情景新、材料多、联系实际、情景新、材料多、题目长、电路图复杂等题目长、电路图复杂等【题目的特点题目的特点】七、常见电热器的研究七、常见电热器的研究http:/