《电能》 省赛获奖

电能

引入新课1.电流通过电炉时，电能转化为什么能？

电能内能

2.在日常生活中，同学们还见过哪些用电器通电工作是为了产生热量的？电热毯、电饭煲、电热壶、电熨斗、电吹风机----------（一）常见电热器及其工作原理电流通过任何一个导体，导体都要发热，这种现象叫电流的热效应，电流通过导体产生的热量叫电热。【问】在电流热效应现象中，能量如何转化？电能内能

认识各种电热器，找出它们的共同结构

电饭煲电熨斗电热毯电热水壶电吹风电热器电路模型电热器是利用电流热效应工作的一种加热设备。电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。无污染、热效率高、方便控制和调节温度。讨论:电流的热效应有何利弊？

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。优点：缺点：（二）研究电热大小的影响因素【讨论】1.以大家熟悉的电炉为例，说说电热大小可能跟什么因素有关？

电流、电阻、通电时间首先焦耳猜测电流I、电阻R、时间t三者对电流产热Q多少有影响，然后对电流I、电阻R、时间t三者进行了探究：控制变量法控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化对电热Q的影响控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化对电热Q的影响控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化对电热Q的影响再现探究过程：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转化转化探究过程中需要解决的问题：让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃导管内的水柱升降）控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化对电热Q的影响Ｒ１＝５欧姆Ｒ２＝１０欧姆结论：在电流I和通电时间t相同时，电流产热Ｑ多少与导体的电阻Ｒ大小有关，并且电阻Ｒ越大电流产热Ｑ越多。控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化对电热Q的影响Ｒ1＝１０欧姆相同时间内通过Ｒ１的电流为Ｉ，移动Ｒ0的滑片,使通过Ｒ１电流为０。５Ｉ。比较Ｒ１两次所产热多少结论：在电阻Ｒ和通电时间t相同时，电流产热Ｑ多少与通过导体的电流Ｉ大小有关，并且电流Ｉ越大电流产热Ｑ越多。↓Ｒ0控制电阻R、电流I相同:研究通电时间t变化对电热Q的影响Ｒ２＝１０欧姆Ｒ１＝１０欧姆Ｒ１通电一分钟产热多少与Ｒ２通电十分钟产热多少进行比较结论：在电阻Ｒ和电流Ｉ相同时，电流产热Ｑ多少与通电时间t长短有关，并且通电时间t越长电流产热Ｑ越多。在电流I和通电时间t相同时，电流产热Ｑ多少与导体的电阻Ｒ大小有关，并且电阻Ｒ越大电流产热Ｑ越多。在电阻Ｒ和通电时间t相同时，电流产热Ｑ多少与通过导体的电流Ｉ大小有关，并且电流Ｉ越大电流产热Ｑ越多。在电阻Ｒ和电流Ｉ相同时，电流产热Ｑ多少与通电时间t长短有关，并且通电时间t越长电流产热Ｑ越多。电流通过导体所产生的热量与导体的电阻大小成正比，与电流的平方成正比，与通电时间成正比。总结论焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)焦耳定律的理论推导电流通过纯电阻导体时所做电功W=UIt电流对纯电阻导体时所做电功全部转化为电热Q=W=UIt对于纯电阻导体U=IRQ=W=UIt=IRIt=I2Rt(非纯电阻导体的理论推导知识层次要求较高以后会学到)（三）电热的计算——焦耳定律焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量（电热），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。公式：Q=I2Rt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练一练：=（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。电热的计算例题:有一种新型的炊具叫电压力锅，它用电加热，阅读这只电压力锅的铭牌，回答这只锅正常工作15分钟能够产生多少热量？分析：电压力锅是电热器，电能全部转化成热能，所以有W=Q。Q=W=Pt

=900W×15×60s≈8.1×105J答：你还有更简便的解法吗？阅读课本P109解法想一想解：依题意得电热的计算例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？解法一：Q

=I2Rt解法二：Q=W=Pt=U2/R×t解:依题意得(36V)260Ω×5×60s=6480J=Q=(U2/R)×tQ=I2RtQ=PtQ=UIt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480JURI==0.6A36V60Ω=你知道吗？Q=UIt；Q=(U2/R)×t；Q=Pt仅适用于电功全部用来产生电热时的电热计算。Q=I2Rt

适用于任何电路的电热计算。决定电热大小的因素Q=I2Rt

与Q=Pt；

Q=UIt；

Q=(U2/R)×t

有什么不同？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=UItQ=I2Rt＜W=Pt=UIt注意: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。◆电流的热效应——◆电热器——电流通过任何一种导体时，都会使导体温度升高的现象。利用电流的热效应工作的电器。◆电流热效应的利和弊：

发热体。电阻率大，熔点高的（合金）。利：加热、烤食品、取暖，白炽灯发光等。弊：影响电器的寿命和引起火灾。主要组成部分——发热体的材料——小结电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导