第6节电能（第5课时）共25张

第6节

电能（第5课时）浙教版九年级上教材解析【核心概念】4.能的转化与能量守恒【学习内容与要求】4.1能的形式、转移与转化⑨通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。电热器是根据电流的热效应制造的一种用电器，电热器的主要结构是发热体，制作发热体的材料要求熔点高、电阻率大。本节课研究的主要内容是电热器产热的多少与电流、电阻和通电时间的关系，焦耳历经多年通过大量的实验总结出焦耳定律——Q＝I2Rt。创设情境夏天，你使用电驱蚊器吗？冬天，你使用电取暖器吗？平时，用电热壶烧开水。这些用电器工作时都会发热。用电不当，容易引发火灾。你知道它们的工作原理吗？探究实践电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看，电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。电热器的原理：电流热效应。电热毯电熨斗电饭煲电热壶各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的:探究实践思考与讨论1．还有哪些用电器是利用电流的热效应工作的？2．电流的热效应有什么利和弊？电热水器电烙铁电炉电饼铛利：制成加热设备，如电热器损耗电能等弊：引发火灾、影响功效、电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢？探究实践电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢？请根据生活经验提出你的猜想：B、同一电热器，通电时间越长，发热越多。C、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。A、电热器通电发热，不通电不发热。可能与电流有关，I越大，Q越大可能与时间有关，t越大，Q越大可能与电阻有关，R越大，Q越大【猜想与假设】探究实践【设计实验方案】：3.产生的热量大小如何反映？A、保持I、t一定，探究Q与R的关系B、保持R、t一定，探究Q与I的关系1.实验需采用哪种研究方法？物体受热升温物体受热膨胀2.实验中需要哪些实验器材？2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线。（控制变量法）（转化法）液柱上升的高度探究实践【进行实验，收集证据】：保持

一定，探究Q与R的关系。电阻的大小和液柱上升的高度【课题1】【对比】

。I、t【结论1】通过电热丝的

相同时，电热丝的电组

越

，电热就越

。多大电流和通电时间探究实践保持

一定，探究Q与I的关系【课题2】电流表的示数和液柱上升的高度【对比】

。【结论2】电热丝的

相同时，通过电热丝的电

流越

，电热就越

。多大电阻和通电时间R、t【进行实验，收集证据】：探究实践根据我们的生活经验，同一电热器，通电时间越长，发热越多。【实验结论】③电流和电阻相等时，通电时间越长，电流产生的热越多。①电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热越多。②电阻和通电时间相等时，电流越大，电流产生的热越多。探究实践1.实验用煤油为被加热的材料有什么好处？为什么？没有不导电，煤油的比热容小，温度变化明显。【实验反思】2.在探究Q与R的关系时，采用串联电路有什么好处？保持电流和通电时间不变4.在探究Q与I的关系时，“减小滑动变阻器的阻值”的目的是什么？增大电流3.在探究Q与I的关系时，如何保持R不变的？以同一电阻（R甲或R乙）为研究对象。探究实践1840年，科学家焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和电阻时的水温。通过实验他发现：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律最先是由英国科学家焦耳发现的。叫做焦耳定律。焦耳焦耳定律可以用以下的公式表示：Q=I2Rt电流

I

的单位是安，电阻R的单位是欧，时间t的单位是秒。1焦=1安2•欧•秒普遍适用于各种电路电热计算。探究实践思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能？W=Q+W机W=Q电熨斗将电能全部转化成了内能。电吹风机电熨斗探究实践电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能，那么，电热就正好等于电功。这种情况下，焦耳定律也可以利用电功公式和欧姆定律推出。Q=W=PtP=UIQ=W=UItU=IRQ=I2Rt请你自己推导一下:

如果电能全部转化为内能时，电流产生的热量，还可以怎么计算？Q=W=PtQ=I2RtQ=UItQ=U2t/R探究实践①电能没有全部转化为内能（非纯电阻电路）时，W=UIt

求得总消耗的电能；Q=I2Rt

公式求得内能。电功与与电热的关系（W与Q的关系）用电器电能机械能内能其他能W=UItQ=I2Rt②电能全部转化为内能（纯电阻电路）(电热器电路)时，即：W>Q=Pt=UIt=U2t/R=I2RtW=Q思考与讨论探究实践【例题】如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关S接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；当自动开关S断开时，电饭锅处于保温状态。图中R2是加热用的电热丝，阻值为55欧；R1是电阻，阻值为145欧。（1）在加热状态下，电饭锅正常工作30分钟产生多少热量？解：（1）在加热状态下，开关S接通，电路中只接入电热丝R2R2=UI=220伏55欧=4安Q=I2Rt=（4安）2×55欧×30×60秒=1.584×106焦电饭锅的电路图探究实践（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？解：（2）在保温状态下，开关S断开，电阻R1与电热丝R2相串联，R1+R2

=UI＇=220伏145欧+55欧=1.1安电饭锅消耗的功率：P＇=UI＇=220伏×1.1安=242瓦电饭锅的电路图答：（1）电饭锅正常工作30分钟产生的热量为1.584×106焦。（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率为242瓦。实践探究思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解？因为电饭锅是电热器，电能全部转化为内能，所以Q=W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt(1)Q=W=U2t/R=(220V)2×1800s55Ω=1.584×106焦(2)P=U2/R总=(220V)2200Ω=242瓦你还有其它解法吗？请把你的解法写出来，与同学交流。课堂小结保持I、t一定，R越大，Q越大保持R、t一定，I越大，Q越大保持R、I一定，I越大，Q越大焦耳大量定量实验Q=I2Rt原理：电流的热效应能量：电能转化为内能常用电热器迁移应用1.下列常见家用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B2．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D迁移应用3.电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（）A.导线的绝缘皮隔热B.导线散热比电熨斗快C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻D4.下列用电器的额定功率都相同，当它们都在额定电压下工作，在相同时间内，电流产生的热量最多的是（）A.

空调B.

电热水器C.

洗衣机D.

吸尘器B迁移应用5.一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1秒钟。求：①消耗的电能W。②产生的热量Q。

③该电动机的效率。解：（1）电动机正常工作1S消耗的电能

W=UIt=380V×1