15.3 电热器电流的热效应（2课时，无答案）

第5课时 电热器电流的热效应(一)
一、学习目标：
1、知道电流的热效应。
2、知道一般电热器的工作原理及其应用。
3、理解焦耳定律、公式及适用条件。
4、会对一些家庭电热器进行简单的计算。
5、培养尊重实验、尊重事实、事实求是的科学态度。
二、导学流程：
活动一：认识电热器
1、概念： 的装置称为电热器。
2、电热器的工作原理： 。
3、例举你还知道的电热器： 。
活动二：探究影响电流热效应的因素
1、猜想：电流通过电热器产生热量的多少与哪些因素有关？
。
2、设计实验：（1）怎样比较通电导体产生热量的多少？ 。
（2）如何研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响？ 。
（3）如何研究导体中电流的大小对产生热量的影响？ 。
（4）如何研究通电时间对对产生热量的影响？ 。
3、进行实验、归纳结论
（1）按课本图15-11所示电路图，分步实验。
（2）实验结论： 。
活动三：学习焦耳定律
（1）推导焦耳定律的表达式： 。
（2）焦耳定律： 。
（3）分析电功（W）与电热（Q）的关系： 。
活动四：例题学习
活动五：阅读“生活·物理·社会”——计算机中的散热器
（1）、你还能举出其他例子，说明人们有时需要利用电热，而有时又要减少电热吗？
（2）、学习焦耳定律后，你对节能方面有何新的认识？
典型例题
例题1 电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，这是因为（ ）
A.通过电炉丝上的电流比通过导线上的电流大
B.电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
C.电炉丝金属的比热容与导线的比热容不同
D.以上三种说法都有道理
例题2 两个电阻阻值之比R1∶R2=2∶3，若把它们串联在电路中，相同时间性内产生的热量
之比Q1∶Q2= ；若把它们并联在电路中，相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2= .
课堂作业
1.如图所示的电水壶正在工作，发现电阻丝热得把水烧开，而与其相连接的导线却几乎不热，请你运用所学的物理知识解释这个现象．
2.一个5Ω的定值电阻，已知通过它的电流为2A，在1min内放出的热量是多少?如果通过它的电流减小为原来的一半，在相同时间内所放出的热量是多少?
3.一个10Ω的定值电阻，接在电压为6V的电源两端，l0s内放出的热量是多少?消耗的电能是多少?
4.一只标有“220V 300W”的电熨斗在220V的电压下工作，10 min内消耗的电能是多少?放出的热量是多少?
5.某养鸡场自制了一台电热孵化器用来孵鸡雏.孵化器工作时通过电阻丝的电流是5A，每分钟产生的热量为6.6×104J，求：
(1)这台孵化器的电功率．
(2)电阻丝工作时的电阻．
课后作业
6.电流经过导体时，导体发热的现象称为电流的____________，电流经过导体发热的条件是导体必须有_________．
7.在电流和通电时间相同时，导体产生的热量跟电阻成_______，电热的计算公式Q=_______.
8.在电压和通电时间相同时，导体产生的热量跟电阻成_______，电热的计算公式Q=_______.
9.早在1840年，英国的物理学家焦耳通过实验研究发现：电流通过导体时体产生的热量，与_____________成正比，与导体的___________成正比，与____________成正比.这就是 ________定律．
10.“科技是一柄双刃剑”，电流热效应也同样具有利和弊两个方面.请你分别就电流热效应的应用和危害各举一例：电流热效应的应用有_______________；电流热效应的危害有__________.
11.下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 ( )
A.电脑 B.电磁炉 C.电风扇 D.电视机
12.下列家用电器中，没有利用电流热效应工作的是 ( )
A.电铃 B.电饭煲 C.电水壶 D.电熨斗
13.下列做法是利用电流热效应的是 ( )
A.在电视机的后面安装散热孔 B.在电脑里面安装散热风扇
C.用电饭煲煮饭 D.在电脑的主板里安装导热板
14.下列情况中不属于防止电热危害的是 ( )
A.电视机的后盖有许多孔 B.电脑机箱内有小风扇
C.电动机外壳有许多散热片 D.家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
15.(2018·新疆)小华仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种用电器，发现它们上面都标有“220V 40W” 的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生热量最多的是 ( )
A.电视机 B.电风扇 C.白炽灯 D.节能灯
16.将两根长度相同、同种材料制成的电炉丝R1、R2串联起来，接在电路中，如图所示，若R1>R2，则先被点燃的火柴是 ( )
A.电炉丝R1上的火柴
B.电炉丝R2上的火柴
C.两电炉丝上的火柴同时被点燃
D.无法确定
17.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.1/4 D.1/2
18.为了使电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施中可行的是 ( )
A.并联一根阻值相等的电阻丝 B.串联一根阻值相等的电阻丝
C.使电热器两端的电压增加一倍 D.将电阻丝从中间剪成两段，然后将它们并联起来使用
19.通过学习小明已经知道：通电导体产生的热量，跟电流的大小、导体的电阻的大小和通电时间长短有关.小明想探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系.他利用了下面的实验器材进行实验．
(1)请你根据题目要求连接好电路．
(2)在做实验的过程中，要控制_____________不变，电阻
丝甲、乙的电阻大小要_______(相等/不相等)．
(3)本实验，你是通过观察___________________，从而知
道电阻丝产生的热量多少．
(4)为了确保实验的正确性，甲、乙两瓶中的煤油的质量
要________(相等/不相等)．
(5)若甲瓶中的温度计温度变化比较大，说明甲瓶产生的
热量比较_____，甲瓶中电阻丝的电阻比较_________
(6)实验的结论是__________________________________________________________
第6课时 电热器电流的热效应(二)
一、学习目标：
1、能熟练应用焦耳定律进行计算
2、能用焦耳定律来解释生活中的物理现象
典型例题
例题1　小明家新买了一辆电动自行车，它的电源是一种可以反复多次充电的蓄电池，它的动力来源全靠电动机.当这辆电动自行车正常行驶时，下列说法正确的是（　）
A．蓄电池充电时把化学能转化为电能
B．蓄电池工作时把化学能转化为电能
C．电动机工作时把电能全部转化为动能
D．电动机工作时把电能转化为动能和热量
例题2 一台直流电动机，线圈的电阻为0.5Ω，接在12V的电源上，通过的电流为2A，则这台电动机工作5min产生多少机械能?
例题3 有一个电压值可任意选取的电源，有若干根电阻值相同的电阻丝，现把一根电阻丝接在电压为U的电源上，通电1min，电阻丝产生的热量为Q，要想使电阻丝产生热量为3Q，可以采用哪三种最简单的方法？
课堂作业
1.两根电热丝，电阻之比为2∶1若把它们串联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为________；若把它们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为________．
2.一只电热器接在照明电路中5 min产生的热量为2.64×105J，则电热器正常工作时的电阻是多大?通过该电热器的电流是多少?
3.如图所示是小明家的电热水壶及铭牌，他用该电热水壶将1.5 kg的水从20℃加热到100℃．
(1)水吸收的热量是多少?[C水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)若电热水壶正常工作，且产生的热量全部被水吸收，需要加热多少时间?
(3)若电热水壶实际加热时间大于上述计算的加热时间，可能的原因有那些?(写出两种)
4.小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率.如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触.已知：R1=60.5Ω，R2=121Ω，电源电压保持不变.当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱处于哪个档位?电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少?电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min，产生的热量是多少?
5.如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉.现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A.问：
(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少?
(2)已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt(其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间)，若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
(3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
课后作业
6.将阻值为4Ω的电热丝接人电路中，通过的电流为1A，在0.5min内产生的热量是_______J．
7.一种家用电熨斗的规格为“220V 800W”.这种电熨斗内部电热丝的电阻是_______Ω，正常工作10min产生________J的热量.
8.一台热水器接在220V的电路上，半小时内放出的热量为1.584×106J，热水器内电热丝的电阻是_______Ω．
9.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
10.用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于 ( )
A.纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B.电动机、电风扇等家用电器
C.电解、蓄电池充电等 D.对任何用电器都适用
11.某电动机线圈的电阻为R，正常工作时两端的电压为U，通过的电流为J，则该电动机工作时，输出的最大机械功率为 ( )
A.UI B.I2R C.UI+I2R D.UI-I2R
12.如图所示的电路中，已知R1>R2，电源电压U保持不变，在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是 ( )
A.甲、乙、丙、丁 B.甲、丙、丁、乙 C.丙、丁、乙、甲 D.乙、丁、丙、甲
13.阻值为R的电阻丝，接到电源上6min烧开一壶水，现在用两根同样的电阻丝串联起来，接到同一电源上烧开同一壶水，需要的时间是 ( )
A.12 min B.4 min C.8 min D.6 min
15.学校科技小组的同学制作了一个三挡位的“小小电热宝”，如图所示，R1、R2都是发热电阻，电源电压保持36V不变．
(1)当S1闭合，S2接a时为中温挡，电热宝的功率为18w，求R1的阻值是多少?
(2)当S1闭合，S2接b时为高温挡，电热宝的功率为45W，求电路中的总电流和R2的阻值各是多少?
(3)电热宝在低温挡时，开关S1和S2各处于什么状态?
16.小明同学的玩具电动车上有一微型直流电动机，小明将它接在图示的电路中，闭合开关后，移动变阻器的滑动片P．
(1)当电压表示数为0.3V时，电动机不转动，此时电压示数为0.3A.求电动机线圈的电阻是多大?
(2)当电压表示数为3V时，电动机正常转动，此时电流表示数为0.4A.求电动机的发热功率及对外做功的机械功率．