9年级物理苏科版下册课件《15.3 电热器 电流的热效应》（）

15.3电热器电流的热效应知识目标1.知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置；2.通过探究,知道电热与哪些因素有关,知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素；3.知道焦耳定律内容、公式及适用范围.情境导入导体中有通过时会发热,将电能转化成内能,这种现象称为电流的热效应.主要利用电流热效应工作的装置称为电热器.生活中有哪些电热器？电热油汀蒸汽电熨斗电暖器电炉电水壶电热器的介绍电热器的主要组成部分是电阻丝做的发热体.发热体均是由电阻率大、熔点高的材料做成的.[思考]

为什么电热器的材料要用电阻率大,熔点高的电阻丝做？[想一想]电炉是通过铜导线接入电路中的.为什么电阻丝热得发红,而铜导线却几乎不发热？电炉产生的热量可能与电流和电阻有关.[活动]:探究影响电流热效应的因素问题：电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？猜测：电流、电阻、通电时间.设计实验2.怎样研究电热器电阻大小对产生热量多少的影响?3.怎样研究电流大小对产生热量多少的影响?1.如何定性地比较产生热量的多少?进行实验R1R21.将如图所示的装置R1按下面的电路图接入电路.闭合开关,观测在一定时间内液体温度的变化.保持通电时间一定,调节滑动变阻器,改变通过电阻丝的电流,进行多次实验.2.保持通过电阻丝的电流不变.改变通电时间,观测液体温度的变化.3.如图所示,将两段阻值不等的电阻丝R1、R2分别安装在两个相同装置中,然后将它们串联后接入电路.通电一段时间,观测两个装置中液体温度的变化.实验结论3.在电流_____(相同/不同)的情况下,电阻较___(大/小)的那个电阻所在液体温度变化大.这说明电流相等时,在相同时间内阻值较大的电阻产生的热量较___(多/少).1.电流增大,同一根电阻丝所在液体的温度变化___(大/小).这说明电流增大时,在相同时间内电阻产生的热量_____(增多/减少).2.在电阻和电流大小不变时,通电时间越长,液体温度变化大,产生的热量就越___(多/少).相同大多大增多多焦耳定律介绍1840年,英国物理学家焦耳通过大量的实验研究发现:电流流过导体时产生的热量与电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比,这个规律叫作焦耳定律.公式:Q=I2Rt若电流的单位是安(A),电阻的单位是欧(Ω),时间的单位是秒(s),则热量的单位就是焦(J).

电流通过导体时,如果消耗的电能全部转化为内能,那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W.即:Q=W=UIt=I2Rt其他公式变换：W=UItU=IRW=(IR)It=I2Rt只适用于只有电阻的电路(电能全部转化为内能)的情况.典例分析

某电热器正常工作时电阻丝的电阻为55Ω,接入220V的电路中,在20min内产生了多少热量？解:通过电热器电阻丝的电流强度为：Q＝I2Rt

Q＝(4A)2

×

55Ω×20×60s＝1.056×106J电热器在20min内产生的热量为：答:电热器在20min内产生的热量是1.056×106J.电流通过计算机中的硬件如中央处理器(CPU)、显卡的图形处理芯片(GPU)时,不可避免地会产生热量.如果散热措施不当,就会影响整个系统的稳定性和硬件的使用寿命.因此,在计算机的CPU和GPU上通常都装有散热器.它一般电扇和散热片组成.你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？生活·物理·社会计算机中的散热器计算机CPU上的散热器思考：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,电热会使绝缘材料迅速老化,甚至燃烧起火;有些用电器,如不采取散热措施,会被烧坏.想一想：在插线板上接入更多大功率的用电器时,插线板的电线将显著发热,会烧坏它的绝缘皮,甚至引起火灾.这是为什么？分析：总功率过大时,干路电流会过大.根据焦耳定律,当电流过大时,干路导线会产生大量的热能,使导线温度升高,容易引起火灾.1.家用电器连续作用较长时间后,要停用一会儿,特别是在夏天,这是为什么？这些家用电器长期停止使用时,隔一段时期又要通电一次,特别是潮湿的天气,为什么要这样做呢？反馈练习：分析：和电流的热效应有关.2.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,线圈中的电流为10A,若这台电动机正常工作1s.求:(1)消耗的电能W；(2)产生的热量Q.

已知：电动机U＝380VI＝10AR＝2Ωt=1s(2)产生的热量Q＝I2Rt＝(10A)2×2Ω×1s＝200J答:消耗的电能是3800J；产生的热量是200J.解:(1)消耗的电能W＝UIt＝380V×10A×1s＝3800J反馈练习：

＝(1A)2

×

2Ω×60s＝120J答:1min产生的热量是120J.反馈练习：3.某某电热器电阻丝的电阻是2Ω,当1A的电流通过时,1min产生的热量是多少焦？解:Q＝I2Rt

反馈练习：4.电炉是通过导线接入电路中的.通电时,电炉丝发热而导线却几乎不发热,这主要是因为（）A.导线的电阻远小于电炉丝的电阻,导线消耗的电能很少B.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流C.导线散热比电炉丝快D.导线的绝缘皮隔热A反馈练习：5.如图所示,电源电压220V,R是电烙铁,标有“220V,40W”字样;L是电灯泡,标有“PZ220—40”字样.当开关S闭合时,电烙铁每分钟产生的热量是______焦,当开关S断开时,电烙铁的实际功率是_____瓦;开关S断开后,整个电路工作_____小时消耗1kW·h电能.24001050反馈练习：6.为了研究温度对种子发芽的影响,课外活动小组要做一只电烘箱,要求在10min内产生6×104J的热量,接用的是家庭电路,请计算一下这只电烘箱电热丝的电阻是多少?解：时间t=10min=600s因为电能全部转化为热能,所以根据公式Q=W=得：电热丝的电阻为：反馈练习：7.标有“220V100W”的白炽灯正常工作时,在1min内将产生多少热量？将消耗多少电能？若接在55V的电路中呢?解:白炽灯为纯电阻电路,1min产生的热量Q=Pt=100W×60s=6000J消耗的电能为6000J；接在55V电路中电阻不变R=反馈练习：8.CFXB型“220V1100W”电饭煲的原理图如图所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝.当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W.(1)电饭煲在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接？(2)电热丝R0的阻值多大？(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min,电热丝R0产生的热量为多少？课堂小结电热器:将电能转化为内能的装置发热体材料特点:电阻率高、熔点高电流的热效应:电流通过导体时,导体发热