第6节电能 (2)

1、第6节 电能（常用电热器）,电流的热效应,一、电流的热效应,电流通过各种导体时，会产生的热量，使导 体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。,1、定义,2、实质：,电能转化为内能。,还有哪些用电器是利用电流的热效应工作的？,拨打手机时间长了，手上有热的感觉。电灯,浴室浴霸灯放热；,电熨斗可以烫衣服；,利用电流的热效应能制成哪些电气设备？,各种各样的电热器,电热器的主要元件是发热体,作为发热体的材料应该具有怎样特点呢？,电阻率大 熔点高,电流的热效应有什么利和弊？,利：清洁、无污染，热效率高，便于控制和调节等,弊：浪费能源，容易引起火灾，存在安全隐患等,防止措施：,装散热系统。,电视机 散热孔,

2、电脑 散热 风扇,二、电热器,1.原理： 电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。,探究电流热效应的影响因素,【提出问题】：,【建立假设】：,电流热效应的大小与什么因素有关？,结合生活经验，猜想影响因素,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,电流的热效应跟哪些因素有关？,电流通过导体产热其中所产生的热 既看不见也摸不着如何测量呢？,既看不见也摸不着的科学量,既看得见也能测量的科学量,让电流产生的热量被水吸收，通过观

3、察一定质量的水升温变化来判定产热多少。,【设计 实验方案】：,长时间才能测出的定量科学量,短时间也可作出定性判定的科学量,从测水温变化到观察水的热膨胀（小导管中的液面高度变化）,水短时间内升温慢，可观察一定体积的水吸热升温膨胀情况。,那么是否有比水还要膨胀的快的物质呢？,煤油,空气,【进行实验，收集证据】：,A、保持I、t一定，探究Q与R的关系,【实验现象】,电流表的读数_A,比较2 根玻璃管内液面的位置的变化情况_,通过电热丝的 相同时，电热丝 的电阻越，电热就越。,【实验结论】,多,大,电流和通电时间,B、保持R、t一定，探究Q与I的关系,【实验现象】,改变电阻，观察电流表示数的变化_,观

4、察玻璃管内液面的位置的变化情况_,电热丝的 相同时，通过电热 丝的电流越 ，电热就越 。,【实验结论】,多,大,电阻和通电时间,C、保持I、R一定，探究Q与t的关系,【实验现象】,电热丝的 相同时，通电时间越 ，电热就越 。,【实验结论】,多,长,电流和电阻,三、焦耳定律,1、内容：,电流通过导体所产生的热量与电流的 平方成正比，与这段导体的电阻成正 比，与通电时间成正比。,2、公式：,Q = I2Rt,A.实验定律普遍适用于各种电路电热计算。,B.注意Q与R、I、t的“同体、同时性”关系。,C.落实Q与R、I、t的单位“统一性”原则。,3、公式推导：,Q = I2Rt,I = U/R,欧姆定

5、律,Q = U I t,Q = U2 t/R,D.推导公式只适用于纯电阻电路电热的计算。,焦耳（阅读资料）,1840年，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：导体在一定时间内放出的热 量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后，俄 国物理学家楞次进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正 确性。因此该定律称为焦耳定律。焦耳活到了七十一岁。1889 年10月11日焦耳在索福特逝世。他一生用近四十年的时间探索 “功和热量”之间关系”，不畏艰难，呕心沥血。他的事迹非 常感人，后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。,焦耳在1818年12月24日生于英国

6、曼彻 斯特。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动， 没有受过正规的教育。青年时期，焦耳认 识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了 焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了 数学、哲学和化学。,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？,电熨斗。,电吹风机将电能转化成动能和内能。,4、电功与电热关系：,电能,用电器,内能,机械能,其他能,W=UIt,在纯电阻电路(电热器电路)中：,W = Q,W=UIt=U2t/R=I2Rt,Q=I2Rt=U2t/R=UIt,在非纯电阻电路中：,W Q,W=UIt,Q=I2Rt,5、有关电热计算：,【例1】如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有

7、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？,先审题。,已知什么？求什么？,解：,（1）在加热状态下， 开关S接通， 电路中只接入电热丝R2,R2,=,U,I,=,220 伏,55 欧,=,4 安,Q = I2Rt,=,（4 安）255 欧3060 秒,=1.584106 焦,（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？,先审题。,已知什么？求什么？,解：,（2）在保温状态下，开关S断开，

8、 电阻R1与电热丝R2相串联，,R1+R2,=,U,I,=,220伏,145欧 + 55欧,=,1.1 安,电饭锅消耗的功率：,P,=,U,I,= 220 伏1.1 安,= 242 瓦,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。,上面这个问题还可以用什么方法来求解？,【例2】一只“220V，800W”的电饭锅，接在照明电路 中，求：电饭锅正常工作时的电流。 电饭锅工作时的电阻。 该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？ 它lh放出的热量是多少？,（1）因为P=UI；所以正常工作电流 I = P/U = 800w/220v 3.6A,（2）电饭锅工作时的电阻 R = U2/P = (220v)2/800w = 60.5,（3）该电饭锅工作1h消耗的电能 W = Pt = 0.8kW1h = 0.8kWh,（4）它1h放出的热量 Q = W = 0.83.6106J = 2.88106J,先审题。,已知什么？求什么？,解：,答：（略）,2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=U2tR可知，电阻越大，相同时间