(共24张PPT)
浙教版 九年级上
第6节 电能
（第5课时）
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
⑨通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。
电热器是根据电流的热效应制造的一种用电器，电热器的主要结构是发热体，制作发热体的材料要求熔点高、电阻率大。本节课研究的主要内容是电热器产热的多少与电流、电阻和通电时间的关系，焦耳历经多年通过大量的实验总结出焦耳定律——Q＝I2 Rt。
电热毯
电熨斗
电饭煲
电热壶
创设情境
下图这些用电器在使用时的现象和能量转化有什么相同？
现象：工作时产生热量，温度升高；
能量转化：电能转化为内能。
新知讲解
电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
利用电流热效应来工作的装置称为电热器。
从能量的转化看，实质上是电能转化为内能的过程。
1.还有哪些用电器是利用电流的热效应工作的？
电热水器、
电烙铁、
电炉、电暖器等
2.电流的热效应有什么利和弊？
利：制成加热设备，如电热器
损耗电能等
弊：引发火灾、
影响功效、
合作探究
微波炉是电热器吗？
1980年巴黎出现了一种被称为“烹饪之神”的炊具微波炉，其心脏是瓷控管，能产生的每秒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、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。
微波炉不是电热器。
课堂练习
电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢？请根据生活经验提出猜想。
B、同一电热器，通电时间越长，发热越多。
C、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。
A、电热器通电发热，不通电不发热。
可能与电流有关，I 越大，Q越大
可能与时间有关，t 越大，Q越大
可能与电阻有关，R越大，Q越大
课堂总结
【设计实验方案】：
2.产生的热量大小如何反映？
A、保持I、t一定，探究Q与R的关系
B、保持R、t一定，探究Q与I的关系
1.实验需采用哪种研究方法？
物体受热升温
物体受热膨胀
3.实验中需要哪些实验器材？
2 只烧瓶内装有煤油，
瓶塞上各插1 根玻璃管，
瓶内各装1 根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线。
（控制变量法）
（转化法）
液柱上升的高度
板书设计
【进行实验，收集证据】：
保持 一定，探究Q与R的关系。
电阻的大小和液柱上升的高度
【课题1】
【对比】 。
I、t
【结论1】通过电热丝的 相同时，电热丝的电组
越 ，电热就越 。
多
大
电流和通电时间
作业布置
保持 一定，探究Q与I的关系
【课题2】
电流表的示数和液柱上升的高度
【对比】 。
【结论2】电热丝的 相同时，通过电热丝的电
流越 ，电热就越 。
多
大
电阻和通电时间
R、t
【进行实验，收集证据】：
根据我们的生活经验，同一电热器，通电时间越长，发热越多。
科学家焦耳在1840年，经过大量的定量实验得出规律：
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
这个规律最先是由英国科学家焦耳发现的。
焦耳
焦耳定律。
【实验结论】
电流产生的热量跟I、R、t有关，I越大，R越大，t越大，Q越大。
数学表达式：Q = I2Rt
1.实验用煤油为被加热的材料有什么好处？为什么？
没有不导电，煤油的比热容小，温度变化明显。
【实验反思】
2.在探究Q与R的关系时，采用串联电路有什么好处？
保持电流和通电时间不变
4.在探究Q与I的关系时，“减小滑动变阻器的阻值”的目的是什么？
增大电流
3.在探究Q与I的关系时，如何保持R不变的？
以同一电阻（R甲或R乙）为研究对象。
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能？
W=Q+W机
W=Q
如果电能全部转化为内能时，电流产生的热量，还可以怎么计算？
Q=W=？
电熨斗将电能全部转化成了内能？
电吹风机
电熨斗
Q = I2Rt
Q = U I t
Q = U2 t/R
【例题】如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；当自动开关S 断开时，电饭锅处于保温状态。图中R2 是加热用的电热丝，阻值为55 欧；R1 是电阻，阻值为145 欧。
（1）在加热状态下，电饭锅正常工作30分钟产生多少热量？
解：
（1）在加热状态下， 开关S接通，电路中只接入电热丝R2
R2
=
U
I
=
220 伏
55 欧
=
4 安
Q = I2Rt
=（4 安）2×55 欧×30×60 秒
=1.584×106 焦
电饭锅的电路图
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？
解：
（2）在保温状态下，开关S断开，
电阻R1与电热丝R2相串联，
R1+R2
=
U
I＇
=
220伏
145欧 + 55欧
=
1.1 安
电饭锅消耗的功率：
P＇
=
U
I＇
= 220 伏×1.1 安
= 242 瓦
答：（1）电饭锅正常工作30 分钟产生的热量为1.584×106 焦。
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率为242 瓦。
电饭锅的电路图
你还有其它解法吗？请把你的解法写出来，与同学交流。
（1）在加热状态下， 开关S接通，电路中只接入电热丝R2
电饭锅的电路图
R2
=
U2
P
=
55Ω
(220V)2
=
880W
因为电饭锅的电能全部转化为内能，
所以Q=W=Pt=
880W×1800s
=1.584×106 焦
方法二：
（2）在保温状态下，开关S断开，电阻R1与电热丝R2相串联，
R1+R2
=
U2
P
=
55Ω+145Ω
(220V)2
=
242 瓦
2．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ）
A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q=UIt可知，相同时间内，相同时间内产生的热量与电阻
无关
D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生
的热量越多
D
1.下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电炉 B. 电动机 C. 电饭锅 D. 电熨斗
B
3.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（1）请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态？
（2）求电阻R2的阻值；
（3）求电热饮水机在加热状态下产生的热量。
3.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（1）请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态？
当S 0 断开时，只有R 2 连入电路；当S 0 闭合时，R 1 、R 2 均被连入电路，且为并联，两种情况相比，当S 0 断开时，饮水机的工作电流较小，根据P=UI可知，此时饮水机消耗的电功率也较小，故当S 0 断开时饮水机处于保温状态。
3.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（2）求电阻R2的阻值；
当S 0 断开时，只有R2工作，饮水机处于保温状态。
R2=U2/P2作=(220V)2/40W=1210Ω。
3.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（3）求电热饮水机在加热状态下工作5min产生的热量。
因为电饭锅的电能全部转化为内能，
所以Q=W=Pt=400W×300s=120000J
4. 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω,线圈中的电流为10A,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。(3)该电动机的效率。
(1)W=UIt=380V×10A×1s=3800J
W=Q+W机
(2)因为电动机的电能转化为机械能和内能，
电热必须用：Q = I2Rt=（10A)2×2Ω×1s=200J
(3)W机=3800J-200J=3600J
电动机的效率η=3600J/3800J≈94.7%
保持I、t一定，R越大，Q越大
保持R、t一定，I越大，Q越大
保持R、I一定，I越大，Q越大
焦耳大量
定量实验
Q = I2Rt
原理：电流的热效应
能量：电能转化为内能
第6节 电能（第5课时）
常用电热器
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