倍速课时学练2014秋九年级科学上册第三章第6节电能第4课时电热器课件（新版）浙教版

电 热 器,1、灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？ 2、电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？你知道这是为什么吗？,这是由于电流通过用电器时用电器发热现象，导致用电器温度升高,用电器发烫,当电流通过各种导体时会使导体的温度升高，这种现象叫电流的热效应。,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,你能告诉我电热器的能量转化吗？,电能热（内）能,一、电流的热效应,认识各种电热器，找出它们的共同点,电饭煲,电熨斗,电热毯,电热 水壶,电吹风,（1）电能转化为热能 （2）工作原理：电流的热效应,讨论,1、你还知道哪些电器是利用电流的热效应工作的？,讨论,2、电流的热效应有什么利和弊？如何防止？,优点：无污染、热效率高、 控制和调节温度方便。,二.电流热效应的利与弊,缺点：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；,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,讨论,3、电炉在通电时热得发红，而连在一起的铜导线为何不怎么烫。据你猜测可能与什么有关？,电流强弱 (I) 电阻大小 (R) 通电时间 (t),三、电流通过导体产生的热量的多少与哪些因素有关？,话题一:,要探究电流I 、电阻R、时间t三者对电流产热Q多少，你想用什么样的科学研究方法,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,话题二：,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，通过观察一定质量的水升温变化来判定产热多少。,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,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。,哪么是否有比水还要膨胀的快的物质呢？,煤油,空气,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）,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,请看演示实验并思考下面的问题：,（1）你看到什么现象？,两个U型管的液面均上升，且左边的管比右边的管液面上升的快。,（2）你知道为什么会上升吗？,电阻丝通电后热量，导致容器内气体体积膨胀玻璃管液面上升。,（3）该实验的两个密闭容器中哪些量是相同的？变量是什么？,两电阻丝的通电电流(串联)和通电时间相同。,（4）从上分析你能得出什么结论？,在通电电流和时间相同的情况下，电阻越大，液面高度差大，产生的热量也越多。,探 究 1,请再看演示实验并思考下面的问题：,（1）你看到什么现象？,两个U型管的液面均上升，且右边的管比左边的管液面上升的快。,（2）这个实验的条件是什么？,实验中两电阻丝的电阻和通电时间相同。,（3）从上分析你能得出什么结论？,在导体的电阻和时间相同的情况下，通电电流越大，液面高度差大，产生的热量也越多。,思 考,探 究 2,接在电路中的两只相同灯泡，一个是通电10分钟，另一个是通电20分钟，哪一个产生的热量哪一个多？,通电时间越长，电流产生的热量也多。,在电流I和通电时间t相同时，电阻越大电流产热越多。,在电阻和通电时间t相同时，电流越大电流产热越多。,在电阻和电流相同时，通电时间t越长电流产热越多。,焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒厂主.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，在别人的介绍下，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，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础.1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，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，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性.因此，该定律称为焦耳楞次定律. 1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.,焦 耳18181889,1840年，英国的物理学家焦耳通过大量的实验最精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系焦耳定律,四、焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律,焦耳定律可用下面的公式表示：,其中：I通过导体的电流，单位：安（A）； R导体的电阻，单位：欧（）； t通电时间，单位：秒（S） Q电流通过导体时产生的热量，单位：焦（J）,焦耳定律的表达式： Q = I2 R t,四：焦耳定律小结：,1.焦耳定律内容：,表示电流通过用电器有多少电能转化为热能。,3.单位：,2.公式：,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。,QI2Rt,I-安，R-欧，t-秒，Q-焦,意义：,灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么?,问题：,分析：因为电线和电灯串联，通过它们的电流相同，又因为灯的电阻比电线的电阻大得多，根据焦耳定律QI2Rt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，灯泡热的发光，而电线却感觉不到热。,思 考,你能猜测出电热器中的发热体是用什么特点的材料制成的吗?,电阻率大,熔点高,不易氧化,【例题1有一种新型的炊具叫做电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌，问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？,解：当它处于正常工作状态时,I=P/U=900W/220V4.09A,R=U/I=220V/4.09A =53.8,Q=I2Rt= (4.09A)253.81560S 8.1105J,Q=W=Pt,因为该用电器把电能全部转化成了热能,所以:,Q=W=Pt=900W1560S =8.1105J,像这样把电能全部转化成内能的用电器有时我们称其为纯电阻电路。,如电热器、白炽灯等。,纯电阻电路中，电热正好等于电功,电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内（热）能？,若电流做的功全部用来产生热量，即Q=W时，我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定律呢？,思考：,Q=W=UIt=I2Rt, Q=W,又根据欧姆定律 U=IR, WUIt,电能转化成热能和机械能,电吹风机 ：,电熨斗：,电能全部转化成内能,1、电能全部转化为热能时，,2、电能没有全部转化为热能时，,Q=I2Rt =,W=Pt,=UIt,Q=I2Rt ,W=Pt,=UIt,小结：,注意:,1、电流做多少功，就是消耗多少电能， 也就是将多少电能转化成其他形式的能。,2、纯电阻电路中，电流做多少功，就是将 多少电能转化成内能。,【例题2】 电热器的发热体材料的熔点和电阻率有什么要求？运用焦耳定律给予解释。,发热体特点：电阻率大、熔点高,焦耳定律的应用,1.电热器接在220伏的电源上，它的电阻是55欧，通电10分钟产生多少热量？,利用欧姆定律算出通过电热器的电流 I=U/R=220伏/55欧=4安 再根据焦耳定律算出通电10分钟产生的热量 Q=I2Rt=(4安)2 55欧600秒 = 5.28105焦,答：电热器10分钟产生的热量5.28105焦,已知： U=220V R=55 欧 t=10分=600秒 求：Q 解：,2如图a、b两相同容器中分别装有相等质量的水，水中的电阻丝阻值分别为R1和R2，且R1R2，则闭合开关S后，a、b容器中水温上升较快的是-（ ） A.a容器中的水 B.b容器中的水 C.a、b容器中的水温上升快慢一样 D.无法判断,3.一台电风扇，其线圈电阻约为5欧，现接入220伏电路中，正常工作时电流约为4安 ， 求： （1）1分钟电风扇产生多少热量？ （2）1分钟内有多少电能转化为机械能？,*3. 某同学对录音机中的小电动机用如图电路进行实验研究。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.40V时，电流表的示数为0.20A，此时电动机未转动。当电压的示数为2.0V时，电流表的示数为0.30A，此时电动机匀速转动，求： （1）电动机线圈的电阻； （2）电动机转动时消耗的电功率； （3）电动机转动时产生的机械功率。,CFXB型“220V1100W”电饭煲有两档开关，如图所示，档2是高温烧煮，档1是焖饭、保温。当接档2时，电路的功率是1100瓦；当接档1时，电路的总功率是22瓦。（虚线框内为电饭煲的简易原理示意图） 求：（1）串联电阻R的阻值； （2）接档1时R消耗的功率； （3）用公式说明档1是否比档2省电。,如图所示电路，电源电压不变，电加热器电阻为16欧并保持不变。电加热器Q放入装有一定质量水的烧杯M中。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于中点时，经4分钟将杯中水烧开（沸腾），电流表的示数为0.6安；将滑片P置于b端，电压表的示数为18伏。 求：（1）这时电加热器两端的电压多大？ （2）若烧开初始条件完全相同的一杯水，需要多长时间？,两次加热过程中水和豆浆汁共吸收多少热量？（视豆浆汁与水比热容相同） 全过程消耗电能为多少？,如图甲、乙、丙是HG牌家用豆浆机的结构、铭牌和简化电路图。某次使用时，将浸泡好的适量黄豆放入滤网内，加入清水,1000ml，制作豆浆，启动自动控制键，豆浆机按下表程序正常工作。,7.某电热器内有R1和R2两根电阻丝，在电压不变的情况下，单独接通R1可将热水器内水在15min内烧开，单独接通R2，可将热水器内的水在30min内烧开，问：（1）若将R1、R2并联使用，这些水多少时间才能沸腾？（2）若将R1、R2串联使用，这些水多少时间才能沸腾？,练习： 1、下列家用电器，铭牌上的字样为“220V 40W”，其中产 生热量最多的是 （ ）,A、普通灯泡 B、电风扇 C、电烙铁 D、一样多,C,2、灯泡的灯丝断了搭上以后，灯会比原来更亮原因是 。,灯丝搭上以后灯丝粗了，电阻小了,3、“220V 1000W“的电动机，起线圈的电阻为4当它正常工作时，通电1小时产生的热量是多少？,已知：U=220V W = 1000W t =3600S 求：Q =？ 解 ：I =P/U =1000W / 220V =50/11A Q = I2Rt=（50 / 11A）2 4 3600S = J,通电1小时有多少电能转化为机械能？ 电动机电能转化为机械能的效率是多少？,思考题：电热器与一只阻值为24的电阻串联后接在电压恒定电源的两端，通电后电热器的实际功率为额定功率的1 / 25，电路上的电流为A，若去掉电阻，将电热器直接接到电源上，则电热器的功率恰好为额定功率。求（1）电热器与电阻串联工作时，电阻两端的电压。 （2）电源电压 （3）电热器的额定功率,一、电 热 器,1、原理： 电热器是利用电流的热效应来工作的用电器。,2、常见的电热器：电热水器、电炉、电烙铁、电饭锅、电熨斗、电热毯等等。,3、电热器结构,主要部分是发热体,发热体特点： 电阻率大