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第十五章 电功和电热
第三节
电热器 电流的热效应
11.29.
由于导体有电阻,所以电流通过导体时会产生热量,这种通电导体发热的现象称为电流的热效应
利用电流的热效应工作的装置称为 电热器 . 举例
能的转化?
将 能转化为 能
电
内
思考?
电流通过电阻丝时产生的热量跟哪些因素有关呢?
导体中的电流
导体的电阻
通电时间
思考下列问题:
1.怎样比较通电导体产生热量的多少?
2.实验时应采用什么研究方法?
3.如何研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响?
4.如何研究导体中电流的大小对产生热量的影响?
控制变量法
电路连接图
结论1:电流和通电时间相同时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
结论2:电阻和通电时间相同时,电流越大,电流通过导体产生的热量越多。
结论3:电阻和电流相同时,通电时间越长,电流通过导体产生的热量越多。
焦耳是英国物理学家。他一生的大部分时间是在实验室里度过的。1840年,焦耳通过大量的实验终于确定了电流产生的热量跟电流、导体的电阻和通电时间的精确关系,这个规律就是焦耳定律。
焦耳定律
内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
焦耳定律适用于电流通过任何电器时产生热量的计算。
单位: 电流---安(A)
电阻---欧(Ω) 热量---焦(J)
时间---秒(s)
解:Q= I2Rt
=(1安)2 × 2欧× 60秒
=120焦
答:1分钟产生的热量是120焦。
例题:
某导体的电阻是2欧,当1安的电流通过时,1分钟产生的热量是多少焦?
电功与电热的关系(W与Q的关系)
①在电热器电路 (只有电阻的电路)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:(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)
【例题】: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。
解:1 ) W=UIt
=380×10×1
=3800(J)
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 ×1
=200(J)
答: 消耗的电能是3800J;
产生的热量是200J。
散热风扇
散热片
散热孔
1.下列家用电器中,属于电热器的是
A.电冰箱 B.电风扇
C.电视机 D.电炉
2.把两根电热丝串联接到电源上,发出
热量较多的一定是
A.通过电流较大的
B.两端电压较大的
C.电阻较小的
D.以上三个都对
练习巩固
3、某电热器正常工作时的电阻丝的电阻为55Ω,接入220V的电路中,在20min内共产生了多少热量?
解:
2.实验表明,电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟 成正比,跟 成正比。这个规律叫 定律,可用公式 表示。
1.电热器是利用 原理制成的加热设备,从能量转化的角度看,电热器工作时是将 能转化为 能。
导体的电阻
电流的平方
通电时间
焦耳
Q=I2Rt
电流的热效应
电
内
3.电功与电热的关系(W与Q的关系)
①在纯电阻电路中:
②在其他非纯电阻电路中:
W=Q
W > Q
七.知识迁移 练习巩固
1.下列电器中不属于电热器的是( )
A 电烙铁 B电熨斗 C电剃刀 D电饭煲
1.实验表明,电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟 成正比,跟 成正比。这个规律叫 定律,可用公式 表示。
2.电热器是利用 原理制成的加热设备,从能量转化的角度看,电热器工作时是将 能转化为 能。
导体的电阻
电流的平方
通电时间
焦耳
Q=I2Rt
电流的热效应
电
内
在“测定小灯泡额定功率”的实验中,灯泡和电线中流过相同的电流,它们都要发热,灯泡热得发光,电线的发热却觉察不出来。
用大功率的电水壶烧水时,电线将显著发热,甚至会烧坏它的绝缘皮。