9年级上册科学第三章《电热器》讲义
1、电流的热效应：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。
2、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。
3、电热器：（1）电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。
（2）电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
4、焦耳定律：
（1）文字叙述：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，跟通电的时间成正比，这个规律叫
做焦耳定律。
（2）数学表达式:Q=IRto
（3）电流产生热量的计算方法：①Q=IRt是焦耳通过实验总结出来
的。任何导体有电流通过时，产生的热量都可以由此公式来计算。
② 对于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的用电器，像电炉、电烙铁、电饭锅等。
电流产生的热量还可以由Q=U/Rt, Q=Ult推导公式来结
算。
【例题剖析：】
例L有一种新型的炊具叫电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。
如右图所示，问：该电压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？
（两种方法解题）
分析与解答：根据焦耳定律，要想求出热量，只要知道电流、电阻、时间，问题便迎刃而解。
根据P=UI,得出l=P/U=900瓦/220伏= 4.09A 根据R=U/I,得出
R=U/l=220伏/4.09A=53.8欧时间为15分钟，也就是900
秒根据Q=IRt就可以求出产生的热量
其它的方法：因为当电流通过电压力锅时，电能全部转化为内能，所以我们还可以利用“W=PXt”来求出热量，艮P
Q=W=Pt=900Wxl5x60S=8.1xl05J
【基础过关】
1、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？
答案：电吹风机：电能转化成热能和机械能；电熨斗：电能全部
转化成内能。
2、在家庭电路中，若同时接入如图所示的用电器，会造成电路
过大，从而引起干路中的过大，根据定律，
可知导线中将产生大量的，使导线发热，甚至燃烧引起火灾.
答案：电流电流焦耳热量
3、电热器是利用来加热的设备，它的主要组成部分
是；组成这部分材料的要求是大, 高。
QA = 2t2
答案：电流热效应；发热体；电阻率；熔点
1 2222
1、小明利用如图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关： 有两个相同
的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电
阻丝，且R 甲大于
R 乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。该现象能够 说明电流产
生的热量与下
列哪些因素有关（
）
A.电压
B.电流
C.电阻
D.通电时间
2、电熨斗通电后温度很高，而连接电熨斗的电线却不怎么热，这是 因为 A.电线有绝缘层保护，能隔热 B.导线的电阻小，产生的热量也 很小。 C.电线散热快，所以温度低
D.通过电线的电流小于通过电熨
斗的电流。
3、 下面列出的几种常见的家用电器：①电炉；②电饭锅；③电冰
箱；④微波炉；⑤电视机；⑥电烙铁。 其中属于电热器的是
（ ）
A 、①②⑥
B 、①②④⑥
C 、①②⑤⑥
D 、
①②③④⑥
4、 某电热饮水器上有A 、B 两根电热丝，将两根电热丝串联接在电源 上，20 min 可将饮水器中的水加热至沸腾；若将 A 单独接到同一电源 上，同样使初温和质量
相同的水加热至沸腾，需要8 min ；若将B 单独接 在同样电源上，使初 温和质量相同的水加热至沸腾，需要多长时间？ （不计热损失）
解：@串=UtRAU2R?RB20min52=tl
=QA 1 = A== 「?=RAt2RBRA?RBRA8min23
RU2U23 又QB = QA = t2 t3 = BXt2 =
X8mm = 12min 答案：12 min RBRARA2
【中考在线：】
1、小明家的电热水壶的铭牌如图所示，在一个标准大气压下，该水壶正常工作时，
用lOmin能将2kg、1O°C的水烧开。
水的比热容c=4.2X10J/(kg. °C)
(1)计算水吸收的热量；(2)计算消耗的电能；
(3)水增加的内能比消耗的电能小多少?请结合物理知识，从节能的角度提一个合理化的建议。
解答:(1) Q=cm(t-tO)= 4.2X 103J/(kg ? °C ) X 2kgX90°C =7.56X 105J
(2)W=Pt =1500WX1OX60s=9.0X 105J (3) 1.44X 105J 只要答出与减少热量损失的相应合理的措施都可以
2、右图是一个加热、保温电路的一部分。电热丝R1规格为“220V
1100W", 限流电阻R2=506Q。电路的工作原理是：当温控开关S
接a时，电热丝R1接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S 自动从a切换到b, 电路处于保温状态。正常工作时，加热功率1100W,保温功率
88W O(电源电压保持不变，电阻不随温度变化。)
(1)请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为完整的电路图；
(2)某天在使用⑴中巳经连接完整的电路时，R1烧毁了。有人想使电
路恢复
正常工作，设计了下面方案。请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：用“220V220W”电热丝R3、“220V880W”电热丝R4串联替代R1;
23
方案二：用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代RI。
(3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使(2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。
电热丝：
解答:(1)如图所示
(2)方案一：R3= U/ P3 =(220V)/220W=220 □ 同理R4= 55 Q
R3、R4 串联后：加热时：P 串=U/(R3+R4)=(220V)/(220 Q +55 Q )=176W <1100W
保温时：P '串=U/(R3+R4+R2)=(220V)/(220Q+55 Q+506Q)e
62.0W<88W
两项都不合题意要求，方案一不可行。
方案二：Rl=U/Pl=(220V)/1100W =44 Q ,同理R5= 88 Q □两根电热丝
R5并联后总电阻值是44Q,能替代R1, 加热时功率为1100W;保温时
功率为88W。正常工作时，两项都合要求。
但是，当其中一根电热丝烧坏时，电路仍可以工作。
加热时：R5正常工作，P=550W<1100W 保温时：P' ' = U/(R2+R5)=
(220V)/(506 Q +88 Q ) ^81.5W<88W
断了一根电热丝后，两项都不合要求，而且不能及时发现加以排除。可见方案二不是最佳的。
(3)设计如下：将两根“110V550W”电热丝R9串联替代R1。
理由：一个电热丝的电阻值为R9R9=U/P二(110V) /550W=22 Q
两根电热丝串联后总阻值是44。，接在220V电压下能正常工作，能完全等效替代RL符合题意要求。
其它设计，只要符合题意要求均可。
3、冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝?相当于电热毯内部发热电阻)。
(1)图甲中有定值电阻R2 (置于电热毯外部)，电热丝R：,请说明要使电热毯处于低温档时，开关SI、S2应处于什么状态?并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
(2)图乙中有两根电热丝R2、R3,请说明要使电热毯处于高温档
时，开关SI、S2应处于什么状态?并写出高温档时电热毯发热电
功率的表达式。
(3)请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。
解答:(1) S1闭合，S2断开。
低温档电热毯发热功率：P = I2R2 = [U/ (R1+R2) ]2R2
(2) SI、S2均闭合(1分)
高温档电热毯发热功率：.P=(U2/R2) + (U2/R3)
(3)较好的电路是乙，(1分)因为在甲电路中，低温档时R1要发热,
浪费电能。
3 222222222222
甲乙
【学生练习题：】
(2010.浙江杭州)如图甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热能均能被水吸收,保温状态水温保持在80°C以上。回答下列问题：
(I)保温状态下，开关
SO、S分别处于什么状态？(2)求电阻R0
和R的阻值。
(3)80°C的-?杯水，放在桌上自然冷却，每隔5分钟记录一次水温，得出丙图图线。从图中可以得出什么降温规律？
(4)一满壶80°C的水，自然冷却到室温，水释放的热量为多少？(水的比热
c=4.2X10J/(kg. °C)] 3
(2009浙教杭)如图1所示电路是在环境温度为10 C左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。箱内电阻RI=5kQ, R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V.当电压鉴别器的两接入点a,b间的电压Uab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当Uab大于4V时鉴别器将使S断开，停止加热。
(1)从图2中读出环境温度为15C时的热敏电阻R2为kfio
(2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？
⑶ 若想使此恒温箱内的温度变化范围在第⑵问的基础上降低一些,
在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？00 4
（2010.浙江金华）浴霸是安装在浴室可供取暖和照明的家用电器, 某浴霸的铭牌和简化电路图如图所示，图中L1为额定功率40W的照明灯，L2为额定功率880W的红外线取暖灯。
求:（1）照明灯正常工作时电阻为多少欧姆？（2）取暖灯正常工作时的电流为多少安培？
（3）若让L,和k同时正常工作500秒钟，共消耗多少电能？
（2010.浙江嘉兴）2010年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯。使用LED灯比旧式灯泡节能90%,且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见下表）。图乙是世博会的吉祥物一一“海宝”，夜晚在LED 灯的照射下，能呈现出不同的颜色，形象十分可爱。
（1）根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是瓦。
（2）把一个LED灯接入如上图甲所示的电路中，已知电源电压为5
伏且保持不变，电阻R为90欧姆。闭合开关后，毫安表（比安培
表更精确的电流表）的读数为20毫安，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）有一座“海宝”的质量为2.0X10千克，与水平地面的接触面积
为0.4米，求此“海宝”对地面的压强（g取10牛/千克）。32
5
（湖北荆州市）如右图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120W o
（1）要送冷风，选择开关应放在位置；要送热风，选择开关应
放在位置。（填“A”、或“C”）
（2）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电8min电流所做的功是多少？
（3）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W, 则电热丝R的阻值应为多大？
【第八节核能的利用】
1、原子结构：原子包括原子核：质子（带正点）、中子（不带电）和核外电子（带负电）
2、核能：原子核在发生改变的过程中，释放出巨大的能量，称为核能，也叫原子核能或原子能。
3、获得核能的两条途径：裂变和聚变。
裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。发生的是链氏反应。聚变：是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。聚变又叫热核反应。
4、原子弹及核潜艇是根据裂变的原理制造的，氢弹是根据裂变的原理制造的。
5、核电站：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反
应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的设备。核电站中发生的能
量转化是：核能一内能一机械能一电能。
原子核的裂变和聚变都会产生一些发射性物质，如a射线、B射线、
Y射线。
【例题剖析】
例L关于原子弹，下列说法正确的是（）
A.只有U235可用于知道原子弹
B.原
子弹的威力比氢弹更大。
C.原子弹乂叫核弹。
D.以上说法都不对。
【基础过关】
1、获得核能的途径：重核裂变和轻核聚变
2、核电站中发生的能量转化是：核能一内能一机械能一电能
3、核裂变是将质量较大原子核在中子轰击下分裂成2个新原子
核，并释放出能量的过程。
【能力提高】
1、单位质量的下列反应中，释放能量最大的是（
A.裂变
B.聚变
C.液氢燃烧
D.差不
2、以下对于放射线的说法正确的是（
A、放射线五污染，无公害，使用时十分安全简单
B、在利用放
射线时，要注意进行有效的防护和防止污染
C、放射线对人畜伤害严重，有弊无利，难于利用
D、a射线和
B射线是有益俄，而Y射线是有害的
3、“里根”号是美国第一艘以在世前总统名字命名的航母。该航母于1998年年开始在纽波特纽斯船厂建造，2000年下水，2001年命名。航母排水量为9.7万吨，水线以上有20层楼高，其飞行甲板面积为4.5英亩（约18000平方米），可载80架舰载飞机和6000名舰员，服役期50
年。航母上的两个核反应堆可以连续工作20年而不用加燃料。它是
利用重核裂变的方式将原子核内的能量释放出来的。
【中考在线】
1、卢瑟福建立了原子结构的模型.目前人类获得核能的
途径有和轻核聚变.
答案：行星重核裂变
2、为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是：（）
A.核电站使用的核燃料是石油或天然气
B.核反应堆中发生的是
不可控制的核裂变
C.核电站发电的能量转化过程是：核能一内能一机械能一电能
D.核电站产生的核废料可像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用
3、能源的开发和利用在“两型社会的建设中起着很重要的作用。
下列能源中，在使用时最安全、最清洁的是：（）
A.煤气
B.太阳能
C.电能。?
核
能
4、下图为田湾核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，核能的
获取途径及能量转化顺序正确的是：（
A.聚变；核能一内能一化学能一电能
B.聚变；核能一内能一
机械能一电能
C.裂变；核能一内能一机械能f电能
D.裂变；核能一内能一
化学能一电能【第九节能量的转化和守恒】
1、能的转化和守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
2、能的转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子, 都遵循这个定律。
3、能量的转移和转化有一定的方向性。
（1）“永动机”不可能成功是因为它违背了能的转化的守恒定律。
7
（2）自然界的事物的运动和变化都必须遵循能量转化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件却不一定能够发生。
【例题剖析】
例L下列关于核能的说法正确的是（）
A.物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D.自然界的
原子核只有在人为的条件下才会发生聚变
A.能量不可能由一种形式转化为另一种形式
B.随着人们对
C.做功过程是能量转化的过程
D.能量可以源
（1）锯木头，锯条发热（机械能一热能）
（2）气体膨胀做功,
温度降低（热能 机械能）
（3）水轮机带动发电机发电（机械能一电能）
(4)
电动机带
(5)
电流通过灯丝使灯丝发光（电能一热能、光能）
煤燃烧 （化学能 热能）
(7)
光合作用 （光能一化学能）
（8）原子能发电
（核能
(9)
压缩气体做功 （机械能一热能）
（10）给蓄电池充
3
、
下列现象中，只有能的转移而没有能的转化的是（
A 、 C 、羊吃着草在田埋上行走
D 、开关闭合后电能发光
【基础过关】
1、下列说法中正确的是
（
资源的利用，自然界中的能量越来越少
源不断地产生，自然界中的能量越来越多
2、分析下列各现象中能的转化
动水泵转动（电能一机械能）
电能）
电（化学能一电能）
（11）木材燃烧 （化学能一热能）
冬天用手摸户外的金属感到冷
B 、水烧开时，水蒸气把壶盖
顶起
4、、“永动机”至今没有创造成功，其原因是（ ）
A 、科学技术还不够先进；
B 、机器不能对外输出能量；
C 、违背了能量守恒定律；
D 、机器只能转移能量，不能转化
能量。
【能力提高】
1、下列几种热量的传递过程中，不可能实现的是（）
A、太阳向地球辐射太阳能；
B、燃烧的煤，向四周散发
热量；
C、人体在常温下不断向周围散热
D、冰箱自发地将箱内热
量散发出去而降温。
2、下列几个过程中，属于能量的转移的是（）,属于能量的转化的是（）o
a、给电炉通电，电炉丝发红；
b、在砂轮上磨刀，会射出火星；
c、晒太阳感到暖和；
d、烧水时，水渐渐热起来到沸腾；
e、用打气筒打气，筒壁发热。
3、学习了“能量守恒”后，同学们提出了下面的一些关于利用和开
发我国能源的建议，其中不正确的是（）A.我国煤炭资源丰富，
应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施
8
C.我国应进一步开发利用江河水力资源
D.随着资源的不断消耗，我国应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，乂能不断对外多做功的机器
【中考在线】
1、救灾汽车正在公路上急驰，突然发现山体滑坡，紧急刹车。此时
刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为能，这一过程是通
过实现的，但能量的总量是。
答案：内做功守恒(不变)
2、小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中正确的是：
( )
A.在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能
B.电风扇正常工作过程中，电能主要转化为内能
C.电热水器工作过程中，内能转化为电能
D.跳水运动员在空中下落的过程中，动能转化为重力势能