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文档简介
电流热效应的实质:电能转化为内能(热能)一、电流的热效应电流通过各种导体时,会产生的热量,使导体的温度升高,这种现象叫做电流的热效应。二、电热器常见的电热器2、各种电热器在结构上有什么相同之处?【思考】1、还有哪些用电器是利用电流的热效应工作的?3、电流的热效应有什么利弊?观察这些电器设备的元件构造,说说电热器的基本构造?观察●思考●发现发热体:安全保护电阻率大、熔点高电能→内能1、结构特点特点:作用:绝缘体:2、工作原理利用电流热效应制成的加热设备。思考:电流的热效应的利和弊?利:利用率高,无污染。控制和调节温度方便。弊:容易引起火灾,存在安全隐患。装散热系统。
电炉接入电路中时,电炉丝和电线中都有电流流过,为什么电炉丝热得发烫,而电线却不怎么热?观察●思考●发现热得发烫几乎不发热结合生活经验,猜想电热的影响因素。三、探究电热的影响因素猜想:通电时间(t)电阻(R
)电流(I)热量(Q)控制变量方案(1)实验需采用哪种研究方法??研究Q和R的关系研究Q和I的关系I
,
tRR,
tI控制______相同,_____不同控制______相同,______不同讨论:设计电路,说一说如何控制和测量相关参量,进行实验?不易测量易测量转换法(2)如何反映电热的大小?还有没有其他方法呢?(物体受热升温)书上的实验,如何反映电热的大小?【仔细阅读书本116页】(物体受热膨胀)玻璃细管【进行实验,收集证据】:A、保持I、t一定,探究Q与R的关系【实验现象】电流表的读数_____A比较2根玻璃管内液面的位置的变化情况____通过电热丝的
相同时,电热丝的电组越
,电热就越
。【实验结论】多大电流和通电时间B、保持R、t一定,探究Q与I的关系【实验现象】改变电阻,观察电流表示数的变化_____观察玻璃管内液面的位置的变化情况_____电热丝的
相同时,通过电热丝的电流越
,电热就越
。【实验结论】多大电阻和通电时间实验结果:①在相等的时间内,当电流相等时,电阻越大,电流产生热越多。②在相等的时间内,当电阻相等时,电流越大,电流产生热越多。③通电时间越长,电流产生的热量就越多。焦耳Q=I2Rt1840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,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
四、焦耳定律1J=1A2·Ω·sA.实验定律普遍适用于各种电路电热计算。B.注意Q与R、I、t的“同体、同时性”关系。C.落实Q与R、I、t的单位“统一性”原则。公式推导:Q=I2RtI=U/R欧姆定律Q=UItQ=U2t/RD.推导公式只适用于纯电阻电路电热的计算。为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?
在其他条件相同的情况下,电流通过电阻时产生的热量,跟电阻大小成正比。电炉丝的电阻大,产生的热多,所以热得发烫。
解决问题
我们希望热量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?请你当回设计师:发热体:导线:电阻率大电阻率小熔点高,(不易氧化)熔点高假如这些电器规格都为“220V,800W”,分别接入家庭电路中,通电时间相同,电流通过哪个电器产生热量少?做的功呢?【思考】电吹风机和电水壶通电时都会发热,哪种电器可以认为将电能全部转化成内能?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电能转化成内能和机械能电吹风机:电水壶:电能全部转化成内能①在非纯电阻电路中,W=UIt
求得的是总消耗的电
能;Q=I2Rt
公式求得的是在总电能中部分转化为
内能的能量。电功与电热的关系(W与Q的关系)用电器电能机械能内能其他能W=UItQ=I2Rt②在纯电阻电路(电热器电路)中:即:W>QW=UIt=U2t/R=I2RtQ=I2Rt=U2t/R=UItW=Q【总结】练兵场
有3个用电器,其中一个是“220V60W”的电风扇,一个是“220V60W”的电视机,还有一个是“220V60W”的电暖器,都在额定电压下工作相同的时间,这3个用电器消耗的电能()多,产生的热量最多的是()
A电风扇B电视机C电暖器D都一样C对于电热器来说,把电能全部转化为热能,满足Q=W,所以有Q=W=UIt=Pt。D
根据P=UI,得出I=P/U=900瓦/220伏=4.09A根据R=U/I,得出R=U/I=220伏/4.09A=53.8欧时间为15分钟,也就是900秒根据Q=I2Rt就可以求出产生的热量有一种新型的炊具叫电压力锅,它用电加热,又具有压力锅的优点。如右图所示,问:该电压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量?电压力锅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:武汉市新华下路211号电话:027-85876363
你还有其它的方法么?因为当电流通过电压力锅时,电能全部转化为内能,所以我们还可以利用“W=P×t”来求出热量。有一种新型的炊具叫电压力锅,它用电加热,又具有压力锅的优点。如右图所示,问:该电压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量?电压力锅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:武汉市新华下路211号电话:027-85876363解: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,电热正好等于电功练兵场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;
R0R12220V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5min30℃升至80℃2min溢出100g浆汁2min80℃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?
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。电热器{影响电流产生热量的因素:
I、R、t{内容:公式:Q=I2Rt应用:电热器焦耳定律小结2.关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是--------------------------------------()
A.根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
B.根据Q=U2t/R可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少
C.根据Q=UIt可知,相同时间内,相同时间内产生的热量与电阻无关
D.根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多D1、下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是--------------------------------------()
A.电炉B.电动机C.电饭锅D.电熨斗B4、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
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