15.3电热器电流的热效应2021-2022学年苏科版物理九年级下册共35张PPT)

(共35张PPT)
§15.3 电热器 电流的热效应
有一天，小明放学回家后接到妈妈的电话，妈妈嘱咐他好好写作业，不要看电视。等妈妈下班回家时看到小明在写作业，电视机也没有打开，很高兴。可妈妈用手摸了一下电视机的后盖就发现，小明没有按照妈妈说的做，看过电视，你知道小明的妈妈是根据什么道理判定的吗？热效应 电热器 电热与什么有关
电油炸锅
电熨斗
电烤箱
电取暖器
电热水器
电烙铁
电热水壶
电饭煲
电热毯
电热器
一、电流的热效应
1、电流通过导体时,导体发热的现象叫电流的热效应
2、能量转化：电能→内能（电热）
3、电热器：利用电流的热效应（原理）工作的装置
4、电热器的主要组成部分：
发热体
5.发热体是由电阻率大，熔点高的合金材料制成的。
二、电热的影响因素
提出问题：
导体通电时产生热量的多少可能与哪些因素有关？
1.实验方法:
现象一：电炉丝通电能产生热。
猜想二：电炉丝产生的热量同通电时间有关。
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。
现象二：电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。
事实：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线 材料是铜。
猜想一：电炉丝产生的热量同电流有关
1. 控制变量法
+转换法
2.连接实物图，并画出电路图
A
R1
R2
R1
R2
R1>R2
←煤油→
→
(1)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，应该控制　　　　和　 　　不变，则可以让两个阻值不同的电阻
　　（串联／并联）后接入电路。
3.设计实验、验证假设
电 流
通电时间
串 联
(2)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，应该使电阻的阻值 (改变/不变)，而通过该电阻的电流大小 (改变/不变)。只要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。
不 变
改 变
(3)研究通电时间对产生热量的影响
要研究电流对产生热量的影响,应该
控制　　　　和　 不变，改
变 　。 　 　　　　　　　
通电时间
电 阻
电 流
焦耳定律实验
4.结论
结论1 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
结论3 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
5.实验注意事项：
1.连接电路时，开关—断开—。
2.连接电路时，滑片位于—最大阻值处—，实验中滑动变阻器的作用是—改变用电器的电压和电流—。
3.实验中应选用—质量相等—的煤油，选用煤油而不用水来加热，是因为：_煤油的比热容小，温度变化明显_____
4.实验中通过观察温度计示数的变化（温度差）—，比较电热大小(转换法）。
5.实验原理是：电流的热效应
为了“比较不同物质的吸热能力”，连接好如图所示的电路，A瓶中装的是水，B瓶中装的是煤油，两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝。
（1）请在右图中用笔画线代替导线将电路补全;且开关闭合前滑片P应置于 （“M或N”）端。
（2）水和煤油的_________和初温必须相等。闭合开关后，经过一段时间发现 （选填A或B）瓶液体中的温度计示数升高快，表明水的吸热能力比煤油强。
例题分析
实验
M
质量
B
（3）接着兴趣小组进行探究“通电导体产生热量的多少和电阻的关系”，要完成实验，他们应该在原来的装置上调整的器材及要求是：
1.________________________；2.________________________。
（5）根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I关系的图像，其中正确的是（ ）
实验
选用两个不同阻值的电阻
把水换成等质量的煤油
B
1.焦耳定律
英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840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。
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，与通电的时间成正比 。
2.公式： (普遍适用)
单位：I—安 R—欧 t—秒 Q—焦
三.电流产生热量的表达式
Q=I2Rt
【练习1】当0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4A时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的（ ） 　　　　
A. 2倍 B. 4倍 C. 0.25倍 D. 0.5倍
B
【练习2】两个电热器的电阻之比为4:3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。
4︰3
1︰9
练一练
3.有额定电压、额定电功率均相同的电风扇、电烙铁、日光灯，各自在额定电压下正常工作相同的时间，比较它们产生热量的多少，结果是（ ）　　　　　　　　　　
A．一样多　　　
B．电风扇最多　　　　
C．电烙铁最多　　　
D．日光灯最多
C
三、电功和电热的关系
（ W 和 Q 的关系）
①在电热器电路 (纯电阻电路)中：（电能几乎全部转化为内能）
W = Q
W （ = UIt） = Q（=I2Rt）
②在其他电路中（非纯电阻电路）：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）
W > Q
W （= UIt） > Q（=I2Rt）
说明：
焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算
由于电阻存在，电能转化为内能的那部分能
量即电热。没有电阻，就不产生电热！
结论：
电功W≥电热Q
3.电流产生热量的其他表达式
(1). Q=UIt
(2). Q=
只适用于只有电阻的电路,(电能全部转化为内能)的情况。
1.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，
求：1 ）消耗的电能W。
2 ）产生的热量Q。
例题分析
解：1 ） W＝UIt
＝380×10×1J
＝3800J
已知：电动机 U=380V I=10A R=2 Ω t=1s 求： （ 1）W （2）Q
2 ） Q＝I2Rt
＝10 ×10 ×2 ×1J
＝200J
例题分析
基本计算
2.已知：U=6V，R1=5Ω，R2=10Ω，t=10S.
求：Q1=？
3.某电热器电阻丝的电阻为55Ω，接在220V的电源上，在1min内共产生多少热量？
五、电热现象的应用和防止
应用举例：
防止举例：
1.用电器使用不当时，电热会产生的危害
电线中电流过大时，
⑴电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火；
⑵有些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。
2.防止电热危害的措施
⑴有的电动机里装有风扇；
⑵电视机、收音机机壳上有散热窗等；
电热油汀
电热蚊香
电水壶
电熨斗
电暖器
电炉
电热的作用：有利的一面
电热的作用：有害的一面
电热产生的根本原因是导体存在电阻
电热的作用：
电热有利的一面
电热有害的一面
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。
减小电热产生的危害：
减小电阻和加快散热（散热孔、散热片、散热风扇等）
减小电热产生的危害的措施：
加快散热的方法三：散热风扇
加快散热的方法二：散热孔
加快散热的方法一：散热片
1980年巴黎日用电器展览会上，出现了一种被称为“烹饪之神”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，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24亿5千万次的超高频率的微波，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、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。
微波炉的工作原理
微波炉不是电热器。
微波炉是电热器吗？
本 课 小 结
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。
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
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。
焦耳定律的适用条件、电热的计算
作业:
1.复习本课内容
2.课时作业本
练一练： 能力提升
1.有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电1min，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？
练一练： 能力提升
2.两个电阻R1=12Ω，R2=36Ω，串联后接到电压为48V的电源上，求：
（1）R1消耗的电功率是多少？
（2）R1和R2每分钟产生的热量各多少？


3.两根电热丝，电阻之比为2：1，若把他们串联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为　　　　　；若把他们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为　　　　　。
例题分析
求比
4．阻值为R的电阻丝接到电压不变的电源中，4min可使一杯水烧开，现换用阻值为10R的电阻丝，再接到此电源上，　　　　min可使同样的一杯水烧开。
例题分析
求比
5.某电热器中有两根并联的电热丝，若其中一根单独通电15min，可使水沸腾，另一根单独通电30min能使水沸腾，那么两根电热丝同时通电，把水烧开所需时间为（电源电压不变，水的初温度质量均相同） A．10min B．22.5min C．45min D．8min
串