人教版九年级下物理课件：18．4焦耳定律第2课时 电热的利用和防止（共23张PPT）

(共23张PPT)
————葫芦岛市第六初级中学
散热孔（窗）
散热风扇
作用
1.减小电阻（更换导线）
2.加快散热（散热孔、散热片、散热风扇等）
电功与电热区别：
电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能.电热是指电流通过一段电路做功，电能转化为内能的那一部分.两者表示的意义不同，是两个不同的概念.
①在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的，即W=Q，如电灯、电炉、电热器、电熨斗等.
②在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等，电流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量Q=I2Rt，但此时Q≠W，而是Q＜W，即W=Q+机械能.
电功与电热联系：
计算公式及适用范围
例1
一电动机的线圈电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，此时电动机正常工作.
（1）在求电动机正常工作1min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法：
小明的解法：W=UIt=2V×0.8A×60s=96J;
小华的解法：W=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J.
你认为哪位同学做得对，请做出判断并说明理由.
（2）求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少？
解：（1）小明的解法正确.因为电动机为非纯电阻电路，其电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律，故含电动机的电路不能用含欧姆定律的推出公式求电功.
（2）1min内电动机产生的电热为：
Q=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J;
则在1min内，这台电动机所转化的机械能是：
W机=W-Q=96J-38.4J=57.6J.
例2
小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图是其内部简化路图，开关S1可分别与触点a、b接触.已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，电源电压保持不变.请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么挡位？简述理由.
（2）电烤箱在中挡位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）电烤箱在高挡位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少？
解：（1）低挡位.当开关S1置于b端、S2断开时，电阻R1与R2串联，电路中的电阻最大，由
可知，此时电功率最小，是低挡位.
（2）当开关S1置于b端、S2闭合时为中挡位，电烤箱消耗的电功率
电烤箱消耗的电能
W=P总t=1.5×103W×6×60s=5.4×105J.
（3）当S1置于a端，S2闭合时，电烤箱在高挡位，电阻R1与R2并联，电烤箱消耗的总功率
例3
如图所示是电饭锅的实物图，图甲是它的内部电路图，图乙是电路简图.它有“高温烧煮”和“焖
饭、保温”两挡，由温控开关自动控制.煮饭时，
先要按下温控开关按钮；到达设定温度（饭已
煮熟），按钮会自动弹起.
（1）对照观察图（甲）和图（乙），温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是_____关系（选填“串联”或“并联”）；按下温控开关按钮，“烧煮电路部分”的电压为____V，“保温电路部分”将______（选填“工作”或“不工作”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来_____（选填“大”或“小”）.
串联
220
不工作
小
（2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为1100W.求：“烧煮电路部分”的电阻R1.
当温控开关按钮按下时，电路中只有R1工作.
（3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为44W.求：①电路中的电流；②“保温电路部分”的电阻R2.
当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联.
R2=R总-R1=1100Ω－44Ω=1056Ω
（4）已知只有当指示灯和限流器两端的电压与电源相差不大时，指示灯才会发光.请通过相关计算分析说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮.
当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联.
因为U1=I′R1=0.2A×44Ω=8.8V＜＜220V.
U2=U－U1=220V-8.8V=211.2V≈220V
所以，红灯不亮黄灯亮.
小结
这节课我们学习了电热的利用和防止，以及电热的综合应用等.电热在生产、生活中广泛存在，要从应用和危害两个方面认识电热，注意辩证地分析问题.同时要善于观察生活，用理论来指导实践，认识生活中的科学.
4.某校师生自制了一台电烘箱.电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量.求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻.
解：电烘箱功率
由Q=I2Rt得电阻丝工作时电阻
5.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉.
（1）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例；
（2）列举两个生活或生产中防止电流热效应产生危害而采取的措施.
解：（1）如电饭煲、电热水器等利用电流的热效应来加热.
（2）电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热；电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，这些措施都是为了降温.
6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾.这是为什么？
解：导线相互连接处的电阻大.根据电流的热效应跟电阻
大小的关系，接入电路的电阻越大，发热越多，温度越高，这样长时间工作会加速老化，甚至引起火灾.
巩固提高
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
解析:家电长时间停用，里面可能会积累一些湿气，会加速电器的生锈、老化，隔一段时间应通电一次正是为了利用电流的热效应去除家电中的湿气.前三个选项中的措施都能加快散热，防止电热引起电器升温过高带来的危害.
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