初中物理电热器电流的热效应

【例题1】 某电热器电阻丝的电
阻为55Ω，接在220V的电源上， 在20min内共产生多少热量？
三、电功和电热的关系 （ W 和 Q 的关系）
①在电热器电路 (只有电阻的电路)中：（电能几乎全 部转化为内能）
W=Q
W （ = UIt） = Q（=I2Rt）
②在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电 能转化为机械能）
2.焦耳定律
英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840 年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻 和通电时间的关系，即焦耳定律。
内容：电流流过导体时产生的热量，与电流 的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电 的时间成正比 。
【练习1】当0.2A的电流通过一金属线 时产生的热量为Q1，若使通过的电流 增加到0.4A时，在相同的时间内产生
现象一：电炉丝通电能产生热。
猜想一：电炉丝产生的热量同电流有关 现象二：电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。
猜想二：电炉丝产生的热量同通电时间有关。
事实：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线 材料是铜。 猜想三：导体通电时产生的热量多少与 导体的电阻大小有关。 实验方法:
想一想 议一议
• 1、如何研究通电导体的电阻大小对产生热 量的影响
W>Q
W （= UIt） > Q（=I2Rt）
结论： 电功W≥电热Q
说明： 焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算 由于电阻存在，电能转化为内能的那部分能 量即电热。没有电阻，就不产生电热！
3.电流产生热量的其他表达式
(1). Q=UIt
(2). Q= U 2 t R
四、电热器的结构共性
同学们，想一下，这么多电热器在结构上有 什么相同之处？ ⑴电热器的主要组成部分是电阻丝做的发热体。 ⑵发热体均是由 电阻率大 、 熔点高 的材料 做成的。
微波炉是电热器吗？
微波炉不是电热器。
本课小结
一、知道电流的热效应；知道一般电热器的发热原理； 会对一些家庭电热器进行简单的计算。
电流热效应、电热器发热原理、 简单的家用电热器的计算。 二、探究决定电热的因素、理解并正确运用焦耳定律 电热与什么因素有关、焦耳定律、公式、单位； 焦耳定律的适用条件、电热的计算
用电器是采取哪些措施防止电热的危害的？
⑴有的电动机里装有风扇； ⑵电视机、收音机机壳上有散热窗等；
微波炉的工作原理
1980年巴黎日用电器展览会上，出现了一种被 称为“烹饪之神”的炊具。这种炊具是利用微 波的特性制作的。微波是一种高频率的电磁波， 具有反射、穿透、吸收三种特性。这种炊具的 心脏是瓷控管，所产生的每秒24亿5千万次的超 高频率的微波，快速振动食物内的蛋白质、脂 肪、糖类、水分子等。使分子之间相互碰撞、 挤压、重新排列组合。简而言之，是靠食物本 身内部的摩擦生热的原理来烹调的。
的热量为Q2，那么Q2是Q1的（ B ）
A. 2倍 B. 4倍 C. 0.25倍 D. 0.5倍
【练习2】两个电热器的电阻之比 为4:3，通过相同的电流，在相等 的时间里产生的热量之比4_︰___3_；
若两个电热器的电阻相同，通过
的电流强度为1︰3，在相等的时 间里产生的热量之比为_1_︰__9__。
(2)研究电流大小对产生热量的影响
要研究电流对产生热量的影响，应该使电 阻的阻值 不 变 (改变/不变)，而通过该电 阻的电流大小 改 变 (改变/不变)。只要 调节电路中滑动变阻器的滑片，就可以改 变电路中的电流大小。
(3)研究通电时间对产生热量的影响
要研究电流对产生热量的影响,应该
控制 电 流 和 电 阻 不变，改 变 通电时间 。
作业: 1.复习本课内容 2.课时作业本
实验结论
结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下，
电阻越Βιβλιοθήκη Baidu，电流产生的热量越多。
结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，电
流越大，电流产生的热量越多。
结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下，通
电时间越长，电流产生的热量越多。
二.电流产生热量的表达式
1.公式： Q=I2Rt (普遍适用)
单位：I—安 R—欧 t—秒 Q—焦
⑵受环境干扰较少。 缺点：
⑴现象较细微，远处不便看；
现象容易受火柴、放置位 置、环境（ 如空气流动 ） 等因素的干扰；
⑵器材复杂，准备较难； ⑶实验时间稍长。
连接实物图，并画出电路图
A
R1
R2
3.设计实验、验证假设
(1)研究电热器电阻的大小对产生热量的影响
要研究电阻对产生热量多少的影响， 应该控制 电 和流 通电不时变间， 则可以让两个阻值不同的电阻 串 联 （串联／并联）后接入电路。
• 2、如何研究通电导体中电流大小对产生热 量的影响
• 3、如何研究导体的通电时间对产生热量的 影响
• 如何观察比较电热？为完成探究，还需什么 器材？
观察电热的方法：
方法一
方法二
电热丝发热，点燃火柴 电热丝发热使煤油温升和膨胀
优点：
优点：
⑴现象直观、明显；
⑴现象直观、精确；
⑵器材简单，容易准备； ⑶实验时间短，操作简便。 缺点：
电热器： 利用电流热效应工作的 装置。
电流的热效应：当电流
通过导体时会发热，将电
电热油汀 能直接转化为内能。
电暖器
电水壶
热得快
电炉
电流通过导体时会发热的现 象
电饭锅
电熨斗
问题1：
电炉接入电路中时，电炉和电线中 流过相同的电流，为什么电炉丝热 得发红，而导线几乎不发热。
提出问题：
导体通电时产生热量的多少可能 与哪些因素有关？
求： （ 1）W （2）Q
解：1 ） W＝UIt ＝380×10×1J ＝3800J
2 ） Q＝I2Rt ＝10 ×10 ×2 ×1J ＝200J
五、电热现象的应用和防止 应用举例： 防止举例：
用电器使用不当时，电热会产生哪些危害？
电线中电流过大时， ⑴电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火； ⑵有些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。
你知道吗？
为什么电热器的材料要用电阻率大，熔点高 的电阻丝做？
为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上？
【例题2】：一台电动机正常工作时线圈 两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧, 线圈中的电流为10安,若这台电动机正常 工作1秒钟，
求：1 ）消耗的电能W。
2 ）产生的热量Q。
已知：电动机 U=380V I=10A R=2 Ω t=1s