初中物理-电热器、电流的热效应.ppt

电热器 电流的热效应 电热器 电热油汀 电炉 电暖器 电水壶 电熨斗 电饭锅 热得快 利用电流热效应工作的装置 电流的热效应 当电流通过导体时会发热 将电能直接转化为内能 电流通过导体时会发热的现象 电炉接入电路中时 电炉和电线中流过相同的电流 为什么电炉丝热得发红 而导线几乎不发热 问题1 提出问题 导体通电时产生热量的多少可能与哪些因素有关 实验方法 现象一 电炉丝通电能产生热 猜想二 电炉丝产生的热量同通电时间有关 猜想三 导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关 现象二 电炉丝通电的时间越长产生的热量越多 事实 电炉丝的材料是镍铬合金丝 导线材料是铜 猜想一 电炉丝产生的热量同电流有关 想一想议一议 1 如何研究通电导体的电阻大小对产生热量的影响2 如何研究通电导体中电流大小对产生热量的影响3 如何研究导体的通电时间对产生热量的影响如何观察比较电热 为完成探究 还需什么器材 观察电热的方法 方法一 电热丝发热 点燃火柴 优点 实验时间短 操作简便 器材简单 容易准备 现象容易受火柴 放置位置 环境 如空气流动 等因素的干扰 方法二 电热丝发热使煤油温升和膨胀 现象直观 精确 受环境干扰较少 缺点 现象直观 明显 缺点 优点 实验时间稍长 器材复杂 准备较难 现象较细微 远处不便看 连接实物图 并画出电路图 1 研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响 应该控制和不变 则可以让两个阻值不同的电阻 串联 并联 后接入电路 3 设计实验 验证假设 电流 通电时间 串联 2 研究电流大小对产生热量的影响 要研究电流对产生热量的影响 应该使电阻的阻值 改变 不变 而通过该电阻的电流大小 改变 不变 只要调节电路中滑动变阻器的滑片 就可以改变电路中的电流大小 不变 改变 3 研究通电时间对产生热量的影响 要研究电流对产生热量的影响 应该控制和不变 改变 通电时间 电阻 电流 结论1 在通电电流和通电时间相同的条件下 电阻越大 电流产生的热量越多 结论2 在电阻和通电时间相同的条件下 电流越大 电流产生的热量越多 结论3 在通电电流和电阻相同的条件下 通电时间越长 电流产生的热量越多 实验结论 2 焦耳定律英国物理学家焦耳通过大量的实验 于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流 电阻和通电时间的关系 即焦耳定律 内容 电流流过导体时产生的热量 与电流的平方成正比 与导体的电阻成正比 与通电的时间成正比 1 公式 普遍适用 单位 I 安R 欧t 秒Q 焦 二 电流产生热量的表达式 Q I2Rt 练习1 当0 2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1 若使通过的电流增加到0 4A时 在相同的时间内产生的热量为Q2 那么Q2是Q1的 A 2倍B 4倍C 0 25倍D 0 5倍 B 练习2 两个电热器的电阻之比为4 3 通过相同的电流 在相等的时间里产生的热量之比 若两个电热器的电阻相同 通过的电流强度为1 3 在相等的时间里产生的热量之比为 4 3 1 9 例题1 某电热器电阻丝的电阻为55 接在220V的电源上 在20min内共产生多少热量 三 电功和电热的关系 W和Q的关系 在电热器电路 只有电阻的电路 中 电能几乎全部转化为内能 W QW UIt Q I2Rt 在其他电路中 如电流通过电动机做功时 大部分电能转化为机械能 W QW UIt Q I2Rt 说明 焦耳定律是实验定律 焦耳定律适用于计算由于电阻存在 电能转化为内能的那部分能量即电热 没有电阻 就不产生电热 结论 电功W 电热Q 3 电流产生热量的其他表达式 1 Q UIt 2 Q 只适用于只有电阻的电路 电能全部转化为内能 的情况 四 电热器的结构共性 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 同学们 想一下 这么多电热器在结构上有什么相同之处 你知道吗 为什么电热器的材料要用电阻率大 熔点高的电阻丝做 为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上 例题2 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏 线圈的电阻为2欧 线圈中的电流为10安 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 解 1 W UIt 380 10 1J 3800J 已知 电动机U 380VI 10AR 2 t 1s求 1 W 2 Q 2 Q I2Rt 10 10 2 1J 200J 五 电热现象的应用和防止 应用举例 防止举例 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 用电器是采取哪些措施防止电热的危害的 有的电动机里装有风扇 电视机 收音机机壳上有散热窗等 1980年巴黎日用电器展览会上 出现了一种被称为 烹饪之神 的炊具 这种炊具是利用微波的特性制作的 微波是一种高频率的电磁波 具有反射 穿透 吸收三种特性 这种炊具的心脏是瓷控管 所产生的每秒24亿5千万次的超高频率的微波 快速振动食物内的蛋白质 脂肪 糖类 水分子等 使分子之间相互碰撞 挤压 重新排列组合 简而言之 是靠食物本身内部的摩擦生热的原理来烹调的 微波炉的工作原理 微波炉不是电热器 微波炉是电热器吗 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 会对一些家庭电热器进行简单的计算 电流热效应 电热器发热原理 二 探究决定电热的因素 理解并正确运用焦耳定律 电热与什么因素有关 焦耳定律 公式 单位 简单的家用电热器的计算 焦耳定律的适用条件 电热的计算 作业 1 复习本课内容2 课时作业本 谢谢指导