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1、15.3 電熱器 電流的熱效應(yīng),電熱器,電熱油汀,電 爐,電暖器,電水壺,電熨斗,電飯鍋,熱得快,利用電流熱效應(yīng)工作的裝置,電流的熱效應(yīng):當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)發(fā)熱,將電能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象,電爐接入電路中時(shí),電爐和電線中流過(guò)相同的電流,為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱,問(wèn)題1,提出問(wèn)題,導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生熱量的多少可能與哪些因素有關(guān),實(shí)驗(yàn)方法,現(xiàn)象一:電爐絲通電能產(chǎn)生熱,猜想二:電爐絲產(chǎn)生的熱量同通電時(shí)間有關(guān),猜想三:導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生的熱量多少與導(dǎo)體的電阻大小有關(guān),現(xiàn)象二:電爐絲通電的時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)生的熱量越多,事實(shí):電爐絲的材料是鎳鉻合金絲,導(dǎo)線 材料是銅,猜想一:電爐絲產(chǎn)

2、生的熱量同電流有關(guān),想一想 議一議,1、如何研究通電導(dǎo)體的電阻大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 2、如何研究通電導(dǎo)體中電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 3、如何研究導(dǎo)體的通電時(shí)間對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 如何觀察比較電熱?為完成探究,還需什么器材,觀察電熱的方法,方法一,電熱絲發(fā)熱,點(diǎn)燃火柴,優(yōu)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)時(shí)間短,操作簡(jiǎn)便,器材簡(jiǎn)單,容易準(zhǔn)備,現(xiàn)象容易受火柴、放置位置、環(huán)境( 如空氣流動(dòng) )等因素的干擾,方法二,電熱絲發(fā)熱使煤油溫升和膨脹,現(xiàn)象直觀、精確,受環(huán)境干擾較少,缺點(diǎn),現(xiàn)象直觀、明顯,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)時(shí)間稍長(zhǎng),器材復(fù)雜,準(zhǔn)備較難,現(xiàn)象較細(xì)微,遠(yuǎn)處不便看,連接實(shí)物圖,并畫(huà)出電路圖,1)研究電熱器電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影

3、響 要研究電阻對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響,應(yīng)該控制和 不變,則可以讓兩個(gè)阻值不同的電阻 (串聯(lián)并聯(lián))后接入電路,3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假設(shè),電 流,通電時(shí)間,串 聯(lián),2)研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,要研究電流對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該使電阻的阻值 (改變/不變),而通過(guò)該電阻的電流大小 (改變/不變)。只要調(diào)節(jié)電路中滑動(dòng)變阻器的滑片,就可以改變電路中的電流大小,不 變,改 變,3)研究通電時(shí)間對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,要研究電流對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該 控制和 不變,改 變,通電時(shí)間,電 阻,電 流,結(jié)論1. 在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多,結(jié)論2. 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下,電

4、流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多,結(jié)論3. 在通電電流和電阻相同的條件下,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多,實(shí)驗(yàn)結(jié)論,2.焦耳定律 英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn),于1840年精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系,即焦耳定律。 內(nèi)容:電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,與電流的平方成正比,與導(dǎo)體的電阻成正比,與通電的時(shí)間成正比,1.公式: (普遍適用)單位:I安 R歐 t秒 Q焦,二.電流產(chǎn)生熱量的表達(dá)式,Q=I2Rt,練習(xí)1】當(dāng)0.2A的電流通過(guò)一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1,若使通過(guò)的電流增加到0.4A時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2,那么Q2是Q1的( ) A. 2倍 B. 4倍 C.

5、0.25倍 D. 0.5倍,B,練習(xí)2】?jī)蓚€(gè)電熱器的電阻之比為4:3,通過(guò)相同的電流,在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比_;若兩個(gè)電熱器的電阻相同,通過(guò)的電流強(qiáng)度為13,在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi),43,19,例題1】 某電熱器電阻絲的電阻為55,接在220V的電源上,在20min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量,三、電功和電熱的關(guān)系 ( W 和 Q 的關(guān)系,在電熱器電路 (只有電阻的電路)中:(電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,W = Q W ( = UIt) = Q(=I2Rt,在其他電路中:(如電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功時(shí),大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,W Q W (= UIt) Q(=I2Rt,說(shuō)明: 焦耳定律是實(shí)驗(yàn)定律,焦

6、耳定律適用于計(jì)算 由于電阻存在,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分能 量即電熱。沒(méi)有電阻,就不產(chǎn)生電熱,結(jié)論,電功W電熱Q,3.電流產(chǎn)生熱量的其他表達(dá)式,1). Q=UIt,2). Q,只適用于只有電阻的電路,(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)的情況,四、電熱器的結(jié)構(gòu)共性,電熱器的主要組成部分是電阻絲做的發(fā)熱體,發(fā)熱體均是由 電阻率大 、 熔點(diǎn)高 的材料做成的,同學(xué)們,想一下,這么多電熱器在結(jié)構(gòu)上有什么相同之處,你知道嗎,為什么電熱器的材料要用電阻率大,熔點(diǎn)高的電阻絲做,為什么電熱器的電阻絲繞要在絕緣材料上,例題2】:一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380伏,線圈的電阻為2歐,線圈中的電流為10安,若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正

7、常工作1秒鐘, 求:1 )消耗的電能W。 2 )產(chǎn)生的熱量Q,解:1 ) WUIt 380101J 3800J,已知:電動(dòng)機(jī) U=380V I=10A R=2 t=1s 求: ( 1)W (2)Q,2 ) QI2Rt 10 10 2 1J 200J,五、電熱現(xiàn)象的應(yīng)用和防止,應(yīng)用舉例,防止舉例,用電器使用不當(dāng)時(shí),電熱會(huì)產(chǎn)生哪些危害,電線中電流過(guò)大時(shí), 電熱會(huì)使絕緣材料迅速老化,甚至燃燒起火; 有些用電器,如不采取散熱措施,會(huì)被燒壞,用電器是采取哪些措施防止電熱的危害的,有的電動(dòng)機(jī)里裝有風(fēng)扇,電視機(jī)、收音機(jī)機(jī)殼上有散熱窗等,1980年巴黎日用電器展覽會(huì)上,出現(xiàn)了一種被稱(chēng)為“烹飪之神”的炊具。這種炊具是利用微波的特性制作的。微波是一種高頻率的電磁波,具有反射、穿透、吸收三種特性。這種炊具的心臟是瓷控管,所產(chǎn)生的每秒24億5千萬(wàn)次的超高頻率的微波,快速振動(dòng)食物內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、水分子等。使分子之間相互碰撞、擠壓、重新排列組合。簡(jiǎn)而言之,是靠食物本身內(nèi)部的摩擦生熱的原理來(lái)烹調(diào)的,微波爐的工作原理,微波爐不是電熱器,微波爐是電熱器嗎,本 課 小 結(jié),一、知道電流的熱效應(yīng);知道一般電熱器的發(fā)熱原理;會(huì)對(duì)一些家庭電熱

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