第6节电能常见电热器

第6节电能常用电热器夏天，你使用点驱蚊器吗？冬天，你使用电取暖器吗？这些用电器工作时都会发热，你知道他们的工作原理吗？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各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的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？思考和讨论：电熨斗电热毯电饭煲电热壶电烙铁，电炒锅，电热水器等等无污染、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：生活中防止电热实例：电热器各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的。电热器的主要部件是:发热体

电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢？一、猜想：电阻时间电流要探究电流I、电阻R、时间t三者与电流产热量Q的关系，你用什么方法？控制变量法1、控制电流I、时间t相同：研究电阻R变化对电热Q的影响2、控制电阻R、时间t相同：研究电流I变化对电热Q的影响3、控制电阻R、电流I相同：研究时间t变化对电热Q的影响电流通过导体所产生的热既看不见也摸不着,如何测量呢？让电流产生的热量被水吸收，通过观察一定质量的水升温变化来判定产热多少探究电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢？一、猜想：二、设计实验：电阻时间电流如图所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各有一根电阻丝，乙瓶中电阻丝的电阻比甲瓶中的大1．接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高。实验结果是：乙瓶中的煤油上升得高。这表明，

时电阻越大，电流产生的热量越多。2．等玻璃管中的液柱降回原来高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较瓶中的煤油哪次上升得高，实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得高，这表明，

时电流越大，电流产生的热量越多。R乙＞R甲3．实验表明，当

时，通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越多。R乙＞R甲思考4：为何用煤油而不用水？思考5：为何让甲、乙串联？思考6：如何使通过甲、乙电阻的电流发生变化？思考3：阅读P116页实验器材，找出该实验中甲瓶和乙瓶的哪些量是相同的？变量是什么？烧瓶的质量，煤油的温度与质量煤油比热较小利用滑动变阻器改变电路的电阻。使电流相等实验得出了哪些结论？在电流I和通电时间t相同时，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Ｉ越大电流产热Ｑ越多。在电阻Ｒ和电流Ｉ相同时，通电时间t越长电流产热Ｑ越多。焦耳Q＝I2Rt焦耳定律电流通过电阻时产生的热量,跟电流的平方成正比,跟电阻成正比,跟通电时间成正比。意义：表示电流通过用电器有多少电能转化为热能。思考:为什么当灯泡接入电路时，灯泡和电线中都有电流流过，灯泡热得发光，而电线却不怎么热？因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热量发光，而电线却感觉不到热。和电炉相连的电线为什么显著发热？

照明电路的电压是一定的，由P=UI可知，电路中接入大功率电炉时，通过的电流大，在电线的电阻相同的情况下，跟电炉相连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多。因此跟电炉相连的电线显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。1、公式：Q=I2Rt2、各量的单位：Q、I、R、t分别是焦耳、安培、欧姆、秒。试一试:电功公式、欧姆定律推导出焦耳定律小结1、电吹风机和电熨斗通电都会发热，哪种用电器可认为是将电能全部转化成了内能？思考和讨论：电熨斗，电吹风除了转化为内能外，还转化成了机械能纯电阻电路就是指电流通过的电路中的所有的导体，电流所做的功全部转化为内能.(定阻电阻，可变电阻，电灯或电热器，可视为纯电阻电路),电动机、电镀或电解装置，充电装置等，电路就不是纯电阻电路，欧姆定律不适用的。

欧姆定律的使用是有条件的，欧姆定律只适用于纯电阻电路。如果电流通过电热器（纯电阻）做功，电能全部转化为热能，放出热量的计算还可以用哪些计算式。例题：如下图是电饭锅的电路图。电饭锅有两种状态：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。试求：（1）在加热状态下，电饭锅消耗的功率多大？（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？在加热状态下，开关S接通，电路中只接入电热丝R2在保温状态下，开关S断开，电阻R1与电热丝R2相串联I＝U∕R2＝220V∕55Ω＝4AQ=I2Rt＝(4A)2×55Ω×30×60s＝1.584×106JI′＝U∕(R1+R2)＝220V∕(145Ω+55Ω)＝1.1AP′=UI′＝220V×1.1A＝242W其他解法：Q=(U2∕R)﹒t=[(220V)2∕55Ω]×30×60s=1.584×105JP′=U2∕(R1+R2)＝(220V)2∕(145Ω+55Ω)＝242W1、如图所示，是电吹风机送热风的工作电路，对应的额定功率为1100瓦，将它接入到电压为220伏电路中，正常工作(送热风)10分钟，电吹风机消耗的电能为

焦。如果电热丝电阻为48.4欧，则此时电热丝消耗的功率为

瓦，在10分钟内它产生的热量为

焦。Q=I2Rt＝(5A)2×44欧×10×60s＝6.6×105JR=U2∕P=(220V)2∕1100W=44ΩI＝P∕U＝1100W∕220V＝5A6.6×10510006×105Q=I2Rt＝(5A)2×44Ω×10×60s＝6.6×105JI＝U∕R＝220v∕48.4Ω＝4.545AP＝I2R＝(4.545A)2×48.4Ω=1000WQ=I2Rt＝(4.545A)2×48.4Ω×10×60s＝6×105J饮水桶容量18．9升热量水箱容0．8升额定电压220伏加热时功率500瓦保温时功率40瓦频率50赫兹(1)热水箱储满20℃的水后，要加热到85℃，需要吸收

焦耳热量；(2)若电能与热能的转化率为80％，则要供给这些热量，额定电压220伏热水箱至少要加热

分钟；(3)如果饮水机每天累计有2小时处于加热状态