九年级物理下册153电热器电流的热效应课件苏科版

1、( (1) )灯泡发光一段时间后，用手灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？触摸灯泡，有什么感觉？为什么？ ( (2) )电风扇使用一段时间后，用手电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？触摸电动机部分有什么感觉？为什么？问题问题：今天我们专门来讨论上面这样一今天我们专门来讨论上面这样一类类关于电热的问题。关于电热的问题。电热器电热器如图如图159中所示的电热油汀中所示的电热油汀、“热得快热得快”、电电暖暖器、电水壶和电炉等，都是利用电流做功将电器、电水壶和电炉等，都是利用电流做功将电能能转化为内能的装置，这类装置统称为电热器。转化为内能的装置，这类装置统称

2、为电热器。电流通过电热器时会产生热量，这种通电电流通过电热器时会产生热量，这种通电导体发导体发热的现象称为电流的热效应。热的现象称为电流的热效应。饮水机饮水机电暖气电暖气电热油汀电热油汀“热得快热得快”电炉电炉电热毯电热毯家庭中常见的电热器：家庭中常见的电热器：电流的热效应电流的热效应1.电流通过导体时电流通过导体时, ,导体发热的现象叫导体发热的现象叫电流的热效应电流的热效应2.能量转化能量转化：电能电能内能内能（电热电热）3.利用利用电流的热效应电流的热效应工作的装置叫电热器工作的装置叫电热器4.电热器的主要组成部分：电热器的主要组成部分：电阻电阻（发热体发热体）电热器的结构共性电热器的结

3、构共性( (1) )电热器的主要组成部分是电阻丝做的电热器的主要组成部分是电阻丝做的发热体发热体。同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相同之处？同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相同之处？( (2) )发热体均是由发热体均是由 电阻率大电阻率大 、 熔点高熔点高 的材料做成的。的材料做成的。你知道吗？你知道吗？为什么电热器的材料要用为什么电热器的材料要用电阻率大，熔点高电阻率大，熔点高的电阻丝做？的电阻丝做？为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上？为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上？活动活动15. .3探究影响电流热效应的因素探究影响电流热效应的因素问题问题电流通过电热器所产生热

4、量的多少与哪些电流通过电热器所产生热量的多少与哪些因素有关？因素有关？猜测猜测电热器只有在通电时才发热电热器只有在通电时才发热，它们产生的热它们产生的热量是否与电流的大小有关呢量是否与电流的大小有关呢？电炉是通过铜导线接入电路中的。通电时，电炉是通过铜导线接入电路中的。通电时，电炉丝发热而铜导线却几乎不发热，它们电炉丝发热而铜导线却几乎不发热，它们产生的热量是否与电阻有关？产生的热量是否与电阻有关？猜测猜测电流通过电热器产生的热量可能与许多因素有关电流通过电热器产生的热量可能与许多因素有关电阻电阻R、电流电流I、通电时间通电时间t 实验方法实验方法 控制变量法控制变量法可以控制其他变量不变可以

5、控制其他变量不变，先研究电热器发出热量先研究电热器发出热量与与电阻电阻R的关系的关系，再研究它与再研究它与电流电流I的关系的关系，最后最后研究与研究与通电时间通电时间t的关系的关系。 设计实验设计实验1. .怎样比较通电导体产生热量的多少？怎样比较通电导体产生热量的多少？如果如果将一段电阻丝浸没在一定质量的液将一段电阻丝浸没在一定质量的液体体（如煤油）中如煤油）中（图图1510），），通电时电阻丝产生的热量被液体吸收通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高液体的温度就会升高。导体产生的热量导体产生的热量越多越多，液体吸热后温度的升高也越大液体吸热后温度的升高也越大。因此因此，我们就

6、可以通过比较我们就可以通过比较相等质量的相等质量的同种液体同种液体温度的升高来比较电阻丝发热温度的升高来比较电阻丝发热量的多少量的多少。图图15102.要研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响，要研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响，如何研究如何研究通电导体电阻通电导体电阻的大小对产生的大小对产生热量热量的影响？的影响？使什么因素使什么因素不同不同？控制什么因素？控制什么因素相同相同？如何设计？如何设计？可以选择两个不同阻值可以选择两个不同阻值的电阻丝。实验时，需的电阻丝。实验时，需控制通过两个电阻丝的控制通过两个电阻丝的电流大小电流大小_(相等相等不相等不相等)，为此，可以，为此，可以将它

7、们将它们_(串联串联并联并联)在电路中。此外在电路中。此外还应当控制它们的通电还应当控制它们的通电时间相等。时间相等。相等相等串联串联3.要研究导体中电流的大小对产生热量的影响，要研究导体中电流的大小对产生热量的影响，如何研究如何研究导体中电流导体中电流的大小对产生的大小对产生热量热量的影响？的影响？使什么因素使什么因素不同不同？控制什么因素？控制什么因素相同相同？如何设计？如何设计？应该使电阻丝的阻值应该使电阻丝的阻值_(改变改变不变不变), ,而使通过电阻丝的电而使通过电阻丝的电流大小流大小_(改变改变不变不变)。实验时，只要实验时，只要调节串联在电路中的调节串联在电路中的滑动变阻器，就可

8、以滑动变阻器，就可以改变电路中电流的大改变电路中电流的大小。小。不变不变改变改变进行实验进行实验1. .按图按图1511所示的电路图连接所示的电路图连接实验电路，通电一定时间后切断实验电路，通电一定时间后切断电源，分别观测不同电阻丝所在电源，分别观测不同电阻丝所在液体温度的变化。液体温度的变化。2. .保持通电时间相同，调节保持通电时间相同，调节滑动变阻器改变通过电阻丝滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观测其中一根的电流大小，观测其中一根电阻丝电阻丝(如如R1)所在液体温度所在液体温度的变化。的变化。3. . 延长通电时间，观测延长通电时间，观测液体温度的变化。液体温度的变化。图图1511探

9、究通电导体产生热量与电阻探究通电导体产生热量与电阻R的大小关系的大小关系实验发现实验发现： 实验结论实验结论： 在电流在电流_( (相同相同/ /不同不同) )的情况下，电阻的情况下，电阻_( (大大/ /小小) )的的那个电阻圈中的温度计示数上升快。那个电阻圈中的温度计示数上升快。这说明在电流、通这说明在电流、通电时间相同时，阻值电时间相同时，阻值_( (大或小大或小) )的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。 相同相同大大大大_中的温度计示数上升得快中的温度计示数上升得快 乙乙R1R2探究通电导体产生热量与电流探究通电导体产生热量与电流I的大小关系的大小关系 实验发现实验发现： 实验结论

10、实验结论： 在研究电流大小对产生热量多少的影响时，使电路中在研究电流大小对产生热量多少的影响时，使电路中的电流变大，则温度计的的电流变大，则温度计的 示数上升得示数上升得_( (快快/ /慢慢) ) 。这说明在电阻、通电时间相同时，电流较这说明在电阻、通电时间相同时，电流较_(大或小大或小) )时产生的热量多。时产生的热量多。 快快大大当电路的电流为小电流当电路的电流为小电流时温度计的示数上升得时温度计的示数上升得_( (快快/ /慢慢) ) 慢慢当电路的电流为大电流当电路的电流为大电流时温度计的示数上升得时温度计的示数上升得_( (快快/ /慢慢) ) 快快探究电热器产生探究电热器产生热量热

11、量与与通电时间通电时间t的关系的关系在在电阻电阻和和电流电流的大小不变时的大小不变时，通电时间通电时间越长越长，煤油煤油温度温度越高越高，产生的产生的热量热量就越多就越多。（理由：理由：通电时间越长消耗的电能转化为内能越多通电时间越长消耗的电能转化为内能越多，产产生的热量越多生的热量越多。） 电流通过电阻丝时产生的电流通过电阻丝时产生的热量热量与导体本身的与导体本身的_、通过导体的、通过导体的_以及以及_有有关。导体的关。导体的_越大、通过导体的越大、通过导体的_越越大、通电的时间越长大、通电的时间越长，电流通过导体时产生的电流通过导体时产生的热量越多。热量越多。（课本（课本P15） 电阻电阻

12、电流电流通电时间通电时间实验结论实验结论电阻电阻电流电流电炉电炉电功与与电热的关系电功与与电热的关系（W与与Q的关系的关系）WQWQ UItUIR电流产生热量的表达电流产生热量的表达式式公式公式：QI2Rt（普遍适用）普遍适用）单位单位：I安安 R欧欧 t秒秒 Q焦焦I2Rt电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器（只有只有电阻的电路中电阻的电路中）时时，电能几乎全部转化为内能电能几乎全部转化为内能，电热器所产生的热量等于电流所做的功电热器所产生的热量等于电流所做的功，即即： 焦耳定律焦耳定律英国物理学家焦耳通过大量的实验研究发英国物理学家焦耳通过大量的实验研究

13、发现了上述规律现了上述规律，并于并于1840年精确地确定了年精确地确定了电流产生的热量跟电流电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间电阻和通电时间之间的规律之间的规律，即即焦耳定律焦耳定律。 内容内容：电流流过导体时产生的热量电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正跟导体的电阻成正比比，跟通电的时间成正比跟通电的时间成正比 ，这就是著名的这就是著名的焦耳定律内容焦耳定律内容。1. .QUIt电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式2.2UUQUItUttRR只适用于只有电阻的电路只适用于只有电阻的电路（电能全部转化为电能全部转化为内能内能）的情况的情

14、况根据欧姆定律：根据欧姆定律：UIR3. .QPt在通常情况下在通常情况下，电流产生的热量电流产生的热量Q仅是电流所做的功仅是电流所做的功W中的一部分中的一部分。例如例如，电流通过电动机做功时电流通过电动机做功时，大部分大部分电能转化为电动机的机械能电能转化为电动机的机械能，仅有少量仅有少量的电能转化成内能的电能转化成内能。 WQ（WUIt）（QI2Rt） 【例题【例题1】：某某电热器电阻丝的电阻是某某电热器电阻丝的电阻是2欧欧，当当1安的安的电流通过时电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦分钟产生的热量是多少焦？ 解解：QI2Rt ( (1A) )2 2 60s120J答答：1分钟产生的热量是

15、分钟产生的热量是120J【例题【例题2】：某电热器正常工作时电阻丝的电阻为某电热器正常工作时电阻丝的电阻为55，接入接入220V的电路中的电路中，在在20min内产生了多少热量内产生了多少热量？ 解：解：通过电热器电阻丝的电流强度为：通过电热器电阻丝的电流强度为：220V4A55UIRQI2Rt ( (4A) )2 55 2060s1. .056106J电热器在电热器在20min内产生的热量为内产生的热量为：答：答：电热器在电热器在20min内产生的热量是内产生的热量是1. .056106J【例题【例题3】：一台电动机正常工作时线圈两端的电压为一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线线

16、圈的电阻为圈的电阻为2欧欧，线圈中的电流为线圈中的电流为10A，若这台电动机正常工作若这台电动机正常工作1s钟钟。 求求：( (1) )消耗的电能消耗的电能W；( (2) )产生的热量产生的热量Q。 已知已知：电动机电动机U380V I10A R2 t=1s求求：( (1) )W ( (2) )Q( (2) )QI2Rt ( (10A) )221s 200J答：答：消耗的电能是消耗的电能是3800J；产生的热量是产生的热量是200J。解：解：( (1) )WUIt 380V10A1s 3800J生活生活物理物理社会社会计算机中的散热器计算机中的散热器问题思考问题思考: 1. .为什么家用电器连

17、续作用较长为什么家用电器连续作用较长时间后，要停用一会儿？时间后，要停用一会儿？2. .为什么家用电器长期停止使用为什么家用电器长期停止使用时，隔一段时期又要通电？时，隔一段时期又要通电？3. .电热现象的应用和防止电热现象的应用和防止应用举例应用举例：防止举例防止举例：用电器使用不当时，电热会产生哪些危害？用电器使用不当时，电热会产生哪些危害？电线中电流过大时，电线中电流过大时，用电器是采取哪些措施防止电热的危害的？用电器是采取哪些措施防止电热的危害的？（1）有的电动机里装有风扇；有的电动机里装有风扇；（2）电视机、收音机机壳上有散热窗等；电视机、收音机机壳上有散热窗等；( (1) )电热会

18、使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火；电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火； ( (2) )有些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。有些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。3. .电热现象的应用和防止电热现象的应用和防止应用举例应用举例：防止举例防止举例：4. .讨论：电功讨论：电功W和电热和电热Q是什么关是什么关系？系？电功电功W电热电热Q说明：说明：焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算由于焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算由于电电阻存在，阻存在，电能转化为内能的那部分能量电能转化为内能的那部分能量即电热即电热。没没有电阻，就不产生电热！有电阻，就不产生电热！5. .思考：思考：电热器中

19、的发热体用什么样的材料制电热器中的发热体用什么样的材料制成？成？发热体材料特点发热体材料特点：电阻率高、熔点高电阻率高、熔点高你学到了什么你学到了什么？1. .电热器：将电能转化为内能的装置电热器：将电能转化为内能的装置2. .发热体材料特点：电阻率高、熔点高发热体材料特点：电阻率高、熔点高3. .电流通过导体时，导体发热的现象叫电流电流通过导体时，导体发热的现象叫电流的热效应。电流热效应是普遍的。的热效应。电流热效应是普遍的。4. .电流通过导体产生的热量，与电流的平方电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比。成正

20、比。公式公式：QI2Rt5. .对于电动机对于电动机：WW机机Q（PP机机P热热）6. .对于纯电阻对于纯电阻：QWUItI2RtU2t/RPt纯电阻电路：纯电阻电路：就是将电能全部转化为内能的电路。就是将电能全部转化为内能的电路。如：电热器如：电热器电热器的比其他加热器有哪些优点？电热器的比其他加热器有哪些优点？同学们，思考后，讨论一下这个问题！同学们，思考后，讨论一下这个问题！( (1) )清洁卫生清洁卫生；( (2) )几乎没有环境污染；几乎没有环境污染；( (3) )热效率高；热效率高；( (4) )可以方便地控制和调节温度。可以方便地控制和调节温度。本课小结本课小结一、知道电流的热效应；知道一般电热器的发热原理；