(共23张PPT)
浙教版九年级上册
第6节 电能（第4课时）
第3章 能量的转化与守恒
引入新课
夏天，你使用电驱蚊器吗？冬天，你使用电取暖器吗？
观察下列用电器工作时，有什么共同的特点？
这些用电器工作时都会发热。
电驱蚊器
电取暖器
电饭煲
你知道它们的工作原理吗？
新课教学
电流的热效应
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。
电流热效应的实质：
电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。
电流热效应的应用：
各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的。
新课教学
1．生活中还有哪些用电器是利用电流的热效应工作的？
电热水器
热的快
电饼铛
2．电流的热效应有什么利和弊？
优点：
无污染、热效率高、方便控制和调节温度。
①长期的电流热效应会加速家用电器导线外的绝缘层老化，甚至会使绝缘层烧毁而引发火灾；
②电流热效应会影响家用电器的使用性能和寿命。
缺点：
活动
电流通过导体会产生热，电流通过导体产生的热的多少与哪些因素有关？
1.提出问题：
电流通过导体时产生的热量多少与哪些因素有关？
2.猜想与假设：
结合生活经验，猜想影响因素
(1)可能与导体电阻的大小有关，R越大，Q越大。
(2)可能与电流的大小有关，I 越大，Q越大。
(3)可能与通电时间的长短有关，t 越大，Q越大。
新课教学
3.实验器材：煤油、电阻丝R甲思考:电流通过导体产生热量的多少看不见,摸不着,怎么显示出来？实验中用到哪些科学方法
烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，只要比较2根玻璃管内液面上升的高度，就可以比较出液体温度上升的高低，进而比较 2根电阻丝放出热量的多少。
方法:
新课教学
4.设计实验
实验装置如图
科学方法:
控制变量法、转换法
新课教学
5.设计并进行实验
① 将2根不同的电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。
② 闭合开关，记下电流表的读数。
③ 经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。
④ 比较2根玻璃管内液面上升的高度，可以推测得出：
当电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。
现象:
乙瓶中液面上升的快
新课教学
⑤当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关，记下电流表的读数:
减小滑动变阻器的目的:
改变滑动变阻器的阻值来改变电流的大小
⑥ 经过与第一次相同时间的通电后，标出甲瓶（或乙瓶）玻璃管内液面的位置。
经过与第一次相同的通电时间:
控制变量
新课教学
⑦ 与上次该玻璃管内液面上升的高度相比，可以推测得出：
当电阻相等时，电流越大，电流产生的热量就越多。
现象:
两瓶中的液面上升比第一次都要快
显然，通电的时间越长，电流产生的热量就越多。
新课教学
跟通电时间成正比。
进一步研究发现:
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，
这个规律叫做焦耳定律，它是由英国科学家焦耳最先发现的。
焦耳定律的公式:
Q=I2Rt
新课教学
视频:影响电流热效应的因素
新课教学
单位：Q—焦，I—安，R—欧，t—秒
1焦耳 = 1安2 欧 秒
当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量 Q 就等于消耗的电能W，
Q = W=UIt = I2Rt。
纯电阻用电器计算电热电流产生的热量公式：
Q＝W=Pt＝I2Rt＝U2t/R
思考与讨论
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？
电熨斗工作时可以认为是将电能全部转化成了内能。
电吹风机工作时电能一部分转化成热能、还有一部分转化为机械能。
电熨斗工作时电能全部转化成内能，
新课教学
焦耳定律的应用
【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。试求：
（1）在加热状态下，电饭锅正常工作30分钟产生多少热量？
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？
新课教学
解：（1）在加热状态下，开关S接通，电路中只接入电热丝R2 ，因此通过R2 的电流：
I= = = 4A
U
R2
220V
55Ω
Q= I2Rt=(4安)2 × 55欧× 30×60秒=1.584×106焦
根据焦耳定律，R2 上产生的热量：
新课教学
（2）在保温状态下，开关 S 断开，电阻 R1 与电热丝 R2 相串联，假设此时电路中的电流为 I′，
根据串联电路的电压特点：U=U1 +U2 =I′R1 +I′R2
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。
思考与讨论
上面这个问题还可以用什么方法来求解？
（1）在加热状态下， 开关S接通，电路中只接入电热丝R2
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
（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
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。
当堂检测
1、甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电流之比是( )
A. 2∶3 B. 2∶1
C. 9∶2 D. 3∶2
A
2、电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电熨斗快
C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
D
当堂检测
3、某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了下列电路图，其中正确的是（ ）
B
4、下列常见电器中不是利用电流热效应工作的（ ）
A. 电炉 B. 电动机 C. 电饭锅 D. 电熨斗
B
当堂检测
5、如图所示，L是标有“6V 3W ”字样的小灯泡，R是定值电阻，断开开关 S2， 闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A。
(1)求灯泡正常发光时的电流：
(2)若断开开关S1和S3，闭合S2，求1min内定值电阻R产生的热量 (灯泡电阻不变)
0.5A
40J
板书设计
第6节 电能（第4课时）
电热器
原理：电流的热效应
实质：电能转化为内能
影响电流热效应的因素：I、R、t
焦耳定律：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。公式：Q=I2Rt
布置作业
1、复习本节课所学的主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、预习“第7节 核能”相关内容。3.6电能（4）课后检测
班级 姓名
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
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
3.电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A．导线的绝缘皮隔热
B．导线散热比电熨斗快
C．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
D．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
4.甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电流之比是( )
A. 2∶3 B. 2∶1
C. 9∶2 D. 3∶2
5.电流通过电热丝产生的热量多少（ ）
A.只跟电流大小有关
B.只跟电阻大小有关
C.只跟通电时间有关
D.跟电流、电阻、通电时间都有关
6.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了下列电路图，其中正确的是（ ）
7.甲、乙两电炉并联在同一电源上，各有开关控制，甲炉电阻是乙炉的4倍，要两电炉产生同样多的热量，则应（ ）
A.甲通电时间是乙的4倍
B.乙通电时间是甲的4倍
C.甲、乙通电时间一样长
D.不知道额定电压无法比较
8.通过一根电阻丝的电流为2A，通电1min产生了2.64×104J的热量，它的电阻是（ ）
A.66Ω B.6600Ω
C.110Ω D.220Ω
9.下列用电器的额定功率都相同，当它们都在额定电压下工作，在相同时间内，电流产生的热量最多的是（ ）
A.空调 B.电热水器 C.洗衣机 D.吸尘器
10.如图所示,将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三个阻值不同的电阻丝(R1 A.a B.b C. c D. 三个相同
11.如图所示的电路中，有一阻值为10Ω的电阻R2与一个标有“12V、6W”字样的灯泡L并联，电源电压为6V保持不变。可知灯泡正常工作的电阻值为______ ；闭合开关S后，灯泡L的实际功率为_______，电阻R2每分钟产生的热量为______。
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
12.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。
请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态？
求电阻R2的阻值；
求电热饮水机在加热状态下工作5min产生的热量。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B D C A D B A C B C
24Ω;1.5W;216J
(1)当S0断开时，只有R2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。(2)1210Ω(3)120000J
