(共44张PPT)
你认识这些物品吗
电
热
1、灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？
2、电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？你知道这是为什么吗？
议一议
这是由于电流通过用电器时用电器发热现象，导致用电器温度升高
用电器发烫
当电流通过各种导体时会使导体的温度升高，这种现象叫电流的热效应。
各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的。
电热器的主要部件是:发热体
电能→热（内）能
认识各种电热器，找出它们的共同点
电饭煲
电熨斗
电热毯
电热 水壶
电吹风
（1）电能转化为热能
（2）工作原理：电流的热效应
1、你还知道哪些电器是利用电流的热效应工作的？
电流的热效应在生产和生活中广泛的应用。例如：电炉、电熨斗、电热水器、电暖气等。这些电热器具有清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等优点，给生产和生活提供了极大的便利。但电流的热效应也有不利的地方，比如电动机，电视机等工作时也会有热量产生，这既浪费了电能，又可能在长时间机器散热较差时被烧毁。在远距离输电时，由于输电线有电阻，不可避免地使一部分电能在输电线上转化为内能而损失。
判断：下列电器哪些是电热器？哪些不是？
电风扇、电烙铁、电视机、电饭锅、电炉、电脑、电熨斗。
电烙铁
电饭锅
电炉
电熨斗
优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度。
二.电流热效应的利与弊
缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化甚至会烧毁绝缘层而引发火灾；
②同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。
防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为了更好散热而特别设计的结构
3、电炉在通电时热得发红，而连在一起的铜导线为何不怎么烫。据你猜测可能与什么有关？
电流强弱 (I)
电阻大小 (R)
通电时间 (t)
二、电流通过导体产生的热量的多少与哪些因素有关？
话题一:
要探究电流I 、电阻R、时间t三者对电流产热Q多少，你想用什么样的科学研究方法
控
制
变
量
法
1、控制电流I 、时间t相同：
研究电阻R变化 对电热Q的影响
2、控制电阻R、时间t相同：
研究电流I变化对电热Q的影响
3、控制电阻R、电流I相同：
研究时间t变化对电热Q的影响
话题二：
电流通过导体产热其中所产生的热既看不见也摸不着如何测量呢？
既看不见也摸不着的科学量
既看得见也能测量的科学量
让电流产生的热量被水吸收，通过观察一定质量的水升温变化来判定产热多少。
长时间才能测出的定量科学量
短时间也可作出定性判定的科学量
水短时间内升温慢，可观察一定体积的水吸热升温膨胀情况。
哪么是否有比水还要膨胀的快的物质呢？
煤油
空气
从测水温变化到观察水的热膨胀（小导管中的液面高度变化）
实验次数 条 件 现 象 结 论
电流/A 电阻/Ω 通电时间/s 煤油上升的高度/cm 电热与哪些因素有关
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
1
2
3
电热大小与电流、电阻和通电时间有关，且电流越大，电阻越大，通电时间越长，电热越大 。
1840 年 , 英国科学家焦耳通过实验研究发现： 电流通过电阻时产生的热量, 跟电流的平方成正比, 跟电阻成正比, 跟通电时间成正比。
Q=I2Rt
其中：I——通过导体的电流，单位：安（A）；
R——导体的电阻，单位：欧（Ω）；
t——通电时间，单位：秒（S）
Q——电流通过导体时产生的热量，单位：焦（J）
焦耳定律的表达式： Q = I2 R t
例：在1分钟内，通过电阻为50欧姆的电熨斗的电流为2安培，则电熨斗产生的热量是多少焦耳？
解： Q=I2Rt
=（2安）2×50欧×60秒
=1.2 ×104焦
答：电熨斗产生的热量是1.2 ×104焦耳。
【例题1】 有一种新型的炊具叫做电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌，问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？
电压力锅
SUPOR
CYKB50-2A
额定电压：220V 额定容量：5.0L
额定频率：50Hz 额定功率：900W
集团有限公司 制造
产地：湖北武汉 地址：武汉新华下路211号
电话：027-85876363
解：当它处于正常工作状态时
I=P/U=900W/220V≈4.09A
R=U/I=220V/4.09A
=53.8Ω
Q=I2Rt=
(4.09A)2×53.8Ω×15×60S ≈8.1×105J
本题还有别的方法求解吗
因为该用电器把电能全部转化成了热能,所以:
Q=W=Pt=900W×15×60S=8.1×105J
像这样把电能全部转化成内能的用电器有时我们称其为纯电阻电路。
如电热器、白炽灯等。
纯电阻电路中，电热正好等于电功
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内（热）能？
若电流做的功全部用来产生热量，即Q=W时，我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定律呢？
∴Q=W=UIt=I2Rt
∵ Q=W
又根据欧姆定律 U=IR
∵ W＝UIt
电能转化成热能和机械能
电吹风机 ：
电熨斗：
电能全部转化成内能
1、电能全部转化为热能时，
2、电能没有全部转化为热能时，
Q=I2Rt =
W=Pt
=UIt
Q=I2Rt ＜
W=Pt
=UIt
1、电流做多少功，就是消耗多少电能，
也就是将多少电能转化成其他形式的能。
2、纯电阻电路中，电流做多少功，就是将
多少电能转化成内能。
显然，我们希望热量更多的集中在电炉的发热体上，而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大，熔点高，(不易氧化)
导线：电阻率小，熔点高
问题1. 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么
分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为电线的电阻比灯的小得多，所以根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过电线产生的热量比通过灯产生的热量小得多。因此，灯泡热的发光，而电线却感觉不到热。
电路中负荷过大有什么危险？为什么？
电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按Q=I2Rt计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。
焦耳定律的应用
1.电热器接在220伏的电源上，它的电阻是55欧，通电10分钟产生多少热量？
利用欧姆定律算出通过电热器的电流
I=U/R=220伏/55欧=4安
再根据焦耳定律算出通电10分钟产生的热量
Q=I2Rt=(4安)2 × 55欧×600秒 = 5.28×105焦
答：电热器10分钟产生的热量5.28×105焦
已知： U=220V R=55 欧 t=10分=600秒
求：Q
解：
2．如图a、b两相同容器中分别装有相等质量的水，水中的电阻丝阻值分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭合开关S后，a、b容器中水温上升较快的是---------------（ ）
A. a容器中的水
B. b容器中的水
C. a、b容器中的水温上升快慢一样
D. 无法判断
4.某电热器通过0.5A电流时，在t秒内产生的热量是Q，如果通过它的电流是1.5A时，则在相同时间内放出的热量是（ ）
A.3Q B.9Q C.16Q D.Q
B
试一试
3.一台电风扇，其线圈电阻约为5欧，现接入220伏电路中，正常工作时电流约为4安 ， 求：
（1）1分钟电风扇产生多少热量？
（2）1分钟内有多少电能转化为机械能？
４．CFXB型“220V1100W”电饭煲有两档开关，如图所示，档2是高温烧煮，档1是焖饭、保温。当接档2时，电路的功率是1100瓦；当接档1时，电路的总功率是22瓦。（虚线框内为电饭煲的简易原理示意图）
求：（1）串联电阻R的阻值；
（2）接档1时R消耗的功率；
（3）用公式说明档1是否比档2省电。
R0
R
1
2
220V
一、电 热 器
1、原理：
电热器是利用电流的热效应来工作的用电器。
2、常见的电热器：电热水器、电炉、电烙铁、电饭锅、电熨斗、电热毯等等。
3、电热器结构
主要部分是发热体
发热体特点：电阻率大
熔点高
思考：我们今天学习了什么内容？
二、焦耳定律：
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；
其表达式： Q =I2 R t
单位：I—安，R—欧，t— 秒，Q—焦；
对于纯电阻用电器，电能全部转化为热量，可以用下面的公式进行计算：
Q=W= UI t= (U2/R)t= I2Rt=Pt。
注意
对于不是纯电阻用电器，因为电能只有部分转化为热量，因此：Q≠W，计算热量只能用Q =I2Rt，计算电功用W= UI t = (U2/R)t= I2Rt=Pt 。
练习：
1、下列家用电器，铭牌上的字样为“220V 40W”，其中产生热量最多的是 （ ）
A、普通灯泡 B、电风扇 C、电烙铁 D、一样多
C
2、灯泡的灯丝断了搭上以后，灯会比原来更亮原因是
。
灯丝搭上以后灯丝粗了，电阻小了
3、“220V 1000W“的电动机，起线圈的电阻为4Ω当它
正常工作时，通电1小时产生的热量是多少？
已知：U==220V W == 1000W t ==3600S
求：Q == ？
解 7：I =P/U =1000W / 220V ==50/11A
Q == I2Rt==（50 / 11A）2× 4 Ω ×3600S==2.97 × 105J
答：略……
4.电热器与一只阻值为24Ω的电阻串联后接在电压恒定电源的两端，通电后电热器的实际功率为额定功率的1 / 25，电路上的电流为A，若去掉电阻，将电热器直接接到电源上，则电热器的功率恰好为额定功率。求（1）电热器与电阻串联工作时，电阻两端的电压。
（2）电源电压
（3）电热器的额定功率
５．如图所示电路，电源电压不变，电加热器电阻为16欧并保持不变。电加热器Q放入装有一定质量水的烧杯M中。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于中点时，经4分钟将杯中水烧开（沸腾），电流表的示数为0.6安；将滑片P置于b端，电压表的示数为18伏。
求：（1）这时电加热器两端的电压多大？
（2）若烧开初始条件完全相同的一杯水，需要多长时间？
b
V
S
A
p
a
Q
M
水
工作程序 预粉碎 混合预热 粉碎 煮沸 停止
工作时间
与状态 3min
无豆浆溢出 5 min
30℃升至80℃ 2 min溢出100g浆汁 2 min80℃升至100℃
两次加热过程中水和豆浆汁共吸收多少热量？（视豆浆汁与水比热容相同）
全过程消耗电能为多少？
6．如图甲、乙、丙是HG牌家用豆浆机的结构、铭牌和简化电路图。某次使用时，将浸泡好的适量黄豆放入滤网内，加入清水1000ml，制作豆浆，启动自动控制键，豆浆机按下表程序正常工作。
7.某电热器内有R1和R2两根电阻丝，在电压不变的情况下，单独接通R1可将热水器内水在15min内烧开，单独接通R2，可将热水器内的水在30min内烧开，问：（1）若将R1、R2并联使用，这些水多少时间才能沸腾？（2）若将R1、R2串联使用，这些水多少时间才能沸腾？
再见
再见
