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word完整版浙教版九年级科学上册教师辅导讲义 电能电热器

学科教师辅导讲义

学员编号:年级:初三课时数:3

学员姓名:辅导科目:科学学科教师:

授课主题 C (电能和电热器)

~"授课日期及时

教学内容

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知识点1:能量转化

用电器通过实现了电能与其他形式的能量间的转化,主要类型:1?电能转化为内能的电器:电炉、电饭煲、电热水器、电烙铁等;2?电能转化为机械能的电器有:电动抽水机、电风扇、抽油烟机、电动车等。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。

知识点2:电流的热效应

1?定义: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

2?电流的热效应的利与弊:

利(优点):无污染、热效率高、方便控制和调节温度

弊(缺点):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,由于电流的热效应,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(散热窗)

3?电热器:

电热器:用来加热的设备

主要元件是发热体,由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成

下图是常用的电热器:

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知识点3:焦耳定律

1?定义: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。(它最先是由

英国科学家焦耳发现的)

2?公式:Q = l2Rt,根据欧姆定律可推导出:Q = l2Rt Q=U2 t /R (注意:仅适应于纯电阻电路)

表明:电流的电功等于通过这段电路两端两端电压与通过这段电路的电流好通电时间的乘积

3?探究过程:

探究电热与哪些因素有关

a提出问题:电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢?

b、作出猜想:可结合生活经验,猜测:电流通过导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。

c、设计实验:注意控制变量法的使用

(1)控制t、丨相同,研究热效应与电阻的关系

(2)控制t、R相同,研究热效应与电流的关系

(3)控制I、R相同,研究热效应与时间的关系

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d、进行实验:略

e、获得结论:当电流和通电时间相等时,电阻越大,电流产生的热量越多;

当电阻和通电时间相等时,电流越大,电流产生的热量就越多;当电流和电阻相等时,通电的时间越长,电流产生的热量就越多。

4?电热计算的方法

思考:电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种电器可以认为能将电能全部转化成内能?一一电熨斗

①若电流所做的功全部转化为电热器的内能,即为纯电阻电路,则:

W = Q 所以,Q= W = UIt = I2Rt= U2t/R,也可用:Q= W = Pt

②若电流所做的功只有一部分转化为热能,则只可用焦耳定律Q= I2Rt来计算电热,用W = UIt来计算电功。

5?电热与内能的转化

电热水器利用电能转化为水的内能,要注意的是存在转化效率,就是说并不是所有的电能都转化为水的内能,尤其是计算时要考虑到这一点,避免计算错误。

三、题型突破

题型1 :能量转化题

例1:家用电器中电能的转化,电能分别转化成什么形式的能?

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电视机:电能——光能、声能、内能

电热毯:电能——内能电灯泡:电能——光能、内能

变式训练1下列各种用电器中,将电能转化为内能的是()

A、电视机

B、电烤箱

C、电梯

D、电风扇

答案:C

题型2:电流热效率

例1:用一个“220V 800V”的电加热器(俗名热得快”)来加热水.它是利用电流的_______________ 来工作的。它是用电

阻率________ (大或小),熔点______ (高或低)的合金丝绕在绝缘体上做成的。

答案:热效率大低

变式训练1下列现象属于利用电流热效应的是()

A. 利用排气扇通风换气

B. 夏天家用电器长时间不使用,要通风驱潮

C .电脑主机上按装小电风扇

D .电脑显示器安装散热窗

答案:B

题型3:焦耳定律

例1:如图所示为研究焦耳定律的实验装置.在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中电阻丝的阻值关系为R甲〉R乙?闭合开关一段时间,观察到甲瓶中煤油的温度高于乙瓶?这表明:在相同时,越大,电流产生的热量越多?禾U用这些实验器材,请你再设计一个进一步探究焦|耳定律的实验.

你准备探究什么问题?

你将怎样进行探究?

你预期会观察到什么现象?

如果现象如你所设想,能得出什么结论?

答案:①可用来探究电流产生的热量与电流的关系;

②探究方法是:保持电阻和通电时间不变,调整滑动变阻器改变电流大小,看温度计示数大小与电流大小的关系;

③预期观察到的现象:电流越大时煤油温度越高;

④得出的结论是:电阻和通电时间一定时,电流越大,产生热量越多。

电热水器:电能内能

变式训练1:日常生活中发生的火灾事故,大多是短路导致的。小星同学猜想:通电导体发热多少可能与电流大小

有关。于是他和同学用完全相同的器材组成两个电路进行探究。开关同时闭合后,调节滑动变阻器使两电路中电

流不同,甲电路电流大于乙电路电流,如图甲、乙所示,实验中观察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高,说明了A

瓶中煤油吸收的热量比B瓶______________ 。实验表明:_______________________________________________________ 。

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答案:①多;②电阻和通电时间一定时,电流越大,产生热量越多

题型4:焦耳定律公式灵活运用

例1 :两根电阻丝的阻值之比为2:3,通过它们的电流之比为3:2,则在相等的时间内,两个导体产生的热量之

比为()

A. 1 : 1

B. 2 : 3

C. 3 : 2

D. 9 : 4

答案:C

变式训练1:有两只电阻R1与R2,已知R1=2R2第一次把它们串联在6伏特的电路中,第二次把它们并联在6伏特

的电路上,两次连接中,电阻消耗的总功率之比P串:P并是()

A. 9 : 2

B. 2 : 9

C. 1 : 1

D. 4 : 5

答案:D

变式训练2: 2安培的电流通过一电阻器,在一定时间内产生一定的热量,如果电流增加到4安培,在相同的时间

内产生的热量是前者的()

A. 1/4 倍

B. 1/2 倍

C. 4 倍

D. 2 倍

答案:C

题型5:电能与内能的转化

例1 :下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图和铭牌。使用时水箱中的水滴入被加热的底板迅速汽化产生向下的蒸

汽。

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(3)

量。当底板温度降到190C时,温控开关自动闭合,当加热到

1 某师傅在用此熨斗烫干衣服时,用了19N向下的力压熨斗,在此过程中,衣服受到的压强是多大?(g= 10

牛/千克)

2 用熨斗汽烫时先预热,使铁制底板的温度从20C升高到220C,温控开关自动断开。已知底板的质量为1kg ,

220C时又断开,如此反复。若蒸汽电熨斗大体按下图所示程序工作,10min烫一件衣服共消耗多少电能?

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j- 15a ------------- 」5S 1S& --- 」5S 卜-??[苗亦SS-

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分析:1?计算衣服受到的压强压强,已知受力面积和压力,禾U用压强的计算公式P=F/S

2?计算蒸汽电熨斗预热时底板吸收的热量Q,已知初温和末温、比热容、底板的质量,用Q=cm △ t计算

3?要计算消耗的电能,已知电熨斗的额定功率、通电时间,利用电功的计算公式W=pt计算

解:1) m=1.3kg F=19N S=160cm2=1.6< 10-2m2 电熨斗熨烫衣服的力为F i=G+F=mg+F=1.3kg x iON/kg+19N=32N ;

则衣服受到的压强P=F i/S=32N/1.6 W2m2=2000Pa

2) m i=1kg , c=0.46 103J/ (kg?C)

贝U Q 吸=cm1 (t-t o) =0.46 103J/ (kg?C) X1kg x(220C -20C) =9.2 为04J.

3) 由于P=1000W, t=600S 15S心5+5)S=450S , W=Pt=1000WX 450S=4.5 105J

变式训练1:电热水壶由于使用方便、高效,已成为家庭常用的电器之一。下面是某电热水壶的铭牌。要将IL 20 C

的水烧开(在标准大气压下),此电热水壶需正常工作3min 20s的时间。则:

(1 )水吸收的热量是多少?

(2)电热水壶消耗多少电能?

(3)电热水壶的热效率是多少?

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题型6:电热器档位计算题

例1 :生活在高原的人们常用高压锅煮食物,这是由于高原地区的大气压较低。以下是电压力锅和它的工作电路图,

R1为工作时的加热电阻,标有额定功率为800W。R2为保温保压电阻,且R2= 2R1, S1为压力开关,当压强达到设

定值时S1会自动断开,S2为限时开关,可以设定加热时间。求:

(1)正常工作时,R1阻值多大?

(2)若用此电压力锅煮骨头汤,S2限时60分钟。S1、S2同时闭合,工作30分钟后,S1达到限压值断开,S1闭合至限时结束,此过程中共消耗多少电能?

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分析:1.根据高压锅的额定功率P=800W和额定电压U=220V,利用P= U2/R得R= U2/P,求出R

2?根据R2=2R1,求出R2正常工作时的功率P2,再根据电压力锅煮骨头汤,过程中共消耗电能为W1+W2