新苏科版九年级物理下册《十五章.电功和电热三、电热器电流的热效应》教案_28

1、电热综合计算专题教学目标：1.练习有关热传递吸热、放热的计算；2 .练习有关电能的计算；3 .能够抓住热能和电能之间的关系进行电学与热学综合计算。教学重点：电学与热学综合计算。教学难点：电学与热学综合计算。教学过程：(一)复习引入新课：解决这类问题常用公式(要理解公式中的每个物理量及记住每个物理量的单位)概念或规律名称公式各字母的意义及其单位物体吸热、放热公式q=crm tq-热量(j)c-比热容j/(kg. c)m-质量(kg) a t -温度差(c)电功(电能)公式w=uit =ptw-电能(j)u-电压(v) i -电流(a) t-时间(s)p-电功率(w)电功率公式p=ui=w/t同上

2、焦耳7e律表达式q=i2rtq-热量(j) i -电流(a)r-电阻() t-时间(s)(二)例题分析:【例题1】一天，小明在商店看到这样一则宣传广告：“天宝牌电热水壶高效、节能、省时，烧开一壶水仅需 3分钟。”小明心想：难道这是真的吗？他仔细看了电热水壶的铭 牌(如右图所示)，带着疑问，进行了计算。已知：1l=1dm3, p水=1.0 x 103kg/m3, c水=4.2xl03j/(kg c).(1) 这壶水的质量是多少？(2) 这壶水从20c到烧开，需要吸收多少热量？(3) 假如电能全部转化为热能且全部被水吸收，请根据计算结果判断广告中所说的“三分钟”是否真实?额定电压220v额定功率1

3、000w容积2l超温保护器熔断温度110c分析：假如电能全部转化为热能且全部被水吸收表示了电能和热能的关系是相等的，这是一种理想情况. 解：(1)水的质量 m=p v=1 x 103kg/m3 x 2 x 10 - 3m3=2kg(2)水吸收的热量q=cm/t=4.2 x103j/(kg c) x 2kg x (100 c-20 c ) =6.72 x 105jw 电=q吸=6.72 x 105jt=w/p=6.72 x 105j/1000w=672s=11.2min广告所说的“三分钟”不真实。答：(1)水的质量为 2kg.(2)水吸收的热量是 6.72 x 105j。(3)广告所说的“三分钟

4、”不 真实。(三)请学生分析本题的解题要点并上台解答：1 .小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表(如右图)和手 表，测出一些家用电器的有关数据。(1)当家里只有电热水壶在正常工作时，他测出电能表1分钟转了 30圈,求此时电热水壶的电功率是多少瓦？(2)如果用此电热水壶把1kg的水由20c加热至沸腾需要的时间是多少秒？不考虑热量的损失，气压为一个标准大气压，水的比热容为 4.2x10 3j/(kg c)(四)前面分析的例题是理想情况(即不考虑能量损失，电能=热能)，然而实际上是存在能量的损失，所以找到电能和热能之间的关系就成了我们解答题目的关键。【例题2】小理对家里的电磁炉进行研究，电磁

5、炉的功率调节范围是120vw-2200观(1)小理用电磁炉将质量为 2kg的水从20c加热到100c,消耗了 0. 22kw h的电能, 求：水吸收的热量是多少？(2)这时电磁炉的热效率是多少？(我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率)分析：本题就是求解热量和电能的关系，热效率的概念一一我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率。解：(1)水吸收的热量q=cma t=4.2 x 103j/(kg - c ) x 2kg x (100 c -20 c )=6.72 x 105j(2)消耗的电能 w=0.22kvwd h=7.92 x 105j热效率:6.72 x 105j7.92105jx

6、100 % =84.8 %答：(1)水吸收的热量为 6.72 x 105j。(2)这时电磁炉的热效率是84.8 %。【学以致用】2、小波班上有一台饮水机，它的铭牌如下表，工作电路如图 13.3-5所 示，so是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态。问：(1)将1.5kg的水从20 c加热到90 c,水吸收的热量是多少？c水=4.2x103j/ ( kg?c)(2)饮水机在加热状态下正常工作15min ,消耗的电能是多少？(3)求此饮水机的热效率为多少?热水箱容量1.5l额定电压220v加热功率550w课堂练习1、用一个400w的电热器对某液体加热，如图所示是液体的温度随时间变化的图线(

7、设电热器提供的热量全部被液体所吸收 在5min时间内，(1)液体吸收的热量是多少j?(2)液体的温度升高了多少c?(3)若该液体的质量为1kg,则液体的比热容是多少？解：(1)液体吸收的热量：q吸=w =pt=400wx 5 x 60s=1.2 x 105j(2)根据图像可知 t=70 c 20 c =50 c(3)c=q/(m t)=1.2 x 105j/(1kg x 50 c)=2.4x103j/(kg c)答：液体吸收的热量是 1.2 x105j.液体的温度升高 50c.液体的比热容是 2.4 x103j/(kg c )2、空气能热水器是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器

8、的四分之一。空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势。空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能(q)与压缩机等电器消耗的电能(w的比值。能效比越高，说明热水器的制热效果越好。(3)某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下：电源电压额定输入功率外的进水温度/化出水ifl度/| 能效比220v0, b420563.4从表格中的数据可知，该空气能热水器正常工作1h可产生的热米的体积为多少l?水的比热容为 4. 2x103j/(kg ? c)；水的密度为 1.0x103kg/m3 解：消耗的电能：w=pt=0.84kwk 1h=0.84kwh=3.024 x 106j

9、根据能效比：q吸/w=3.4q=w 3.4=3.024 x 106jx 3.4=1.02816 x 107j水的质量：m=q吸/ (cxat)=1.02816 x 107j/3.024 x 106j=68kg68kg水的体积：v=m/p =1 x 103kg/m3=68 x 10 3m3=68l3、太阳能热水器利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活需要，它具 有安全、节能、环保等优点。(1)将质量为100kg的初温为20c的水加热到60c,求这些水需要吸收多少热量？水的比热容是4.2x10 3j/(kg c (2)某品牌太阳能热水器集热器面积为s= 2m2,热效率为刀=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%专化为水的热能)，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为p=1.4x10 3w/m (即平均每平方米每秒种太阳能辐射能为1.4x103j)。在第(1)小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少小时？(3)水吸收的热凝：7. 2xuj，(k r x1oo 8 x 60? 20r) = 1. 65 x iq j(外设加热时间为丁,热水赛的水在丁时间内吸皤为尸皿rv psnt qa;、加热口才向；t *=1 s m