电热器 电流的热效应

编辑: 逍遥路 关键词: 九年级 来源: 高中学习网
§15.3电热器 电流的热效应(1)
【学习目标】
1.认识电流的热效应;
2.知道一般电热器的发热原理, 能举出利用和防止电热的实例;
3.理解焦耳定律、公式并能应用解决一些简单问题;
【学习过程】
1.回忆我们是如何探究影响电流做功因素的?根据什么现象来判断电流做功的大小?
2.电功的公式w= ,推导式有 、 。
活动1:观察电热器
1、电流通过导体时会发热,将电能直接转化为内能的现象称为 ,主要利用电流热效应工作的装置成为 。
2、电热器的主要组成部分_______
3、举例家庭中常见的电热器:__________、________
活动2: 电流通过电热器所产生的热量的多少和哪些因素有关?
1.实验方法:
2.实验过程中需要解决的几个问题:
(1)如何反映出通电导体产生热量的多少?

(2)如何研究电热的多少与导体电阻的关系?

(3)如何研究电热的多少与导体中电流的关系?

3.根据以上分析,需要选择哪些实验器材?
画出设计的实验电路图。


4、进行探究:
(1)我们看到:两瓶中温度计上升的示数△t1 △t2,此时1、2两锥形瓶中的两根电阻丝,它们之间相同的物理量是 ,不同的物理量是 。
这说明:
(2).我们看到:电流增大后,相同时间内2锥形瓶中温度计上升的示数△t2′ △t2,此时2锥形瓶中的电阻丝,前后两次实验中相同的物理量是 。不同的物理量是
这说明:
(3)实验中,若通电时间越长,瓶中煤油温度上升得将会 。
这说明:
归纳结论
电流通过电阻丝产生的热量与导体本身的 、通过导体的 以及通电时间有关。导体的 越大、通过导体的 越大、通电时间越长,电流通过导体时产生的热量越多。
1840年英国物理学家焦耳通过大量的实验研究,总结出电流产生的热量与电流的大小、电阻的大小和通电时间的关系,我们把这个规律叫做焦耳定律
焦耳定律表达式:
活动3:讨论电热的应用及防护。

【典型例题】
【例1】现在你能回答下列问题了吗?
假如在照明电路中接入大功率的电炉,电线将显著发热,有可能烧坏它的绝缘皮,甚至引起火灾,这是为什么?

【例2】:一只“220V,800W”的电饭锅,接在家庭电路中,求:
(1)电饭锅正常工作时的电流.(2)电饭锅工作时的电阻.
(3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少?
(4)它工作lh放出的热量是多少?

【课堂检测】
1.一个20Ω 的电阻,通过的电流为0.5 A,则2 min内该电阻上消耗 J的电能,向外释放的热量为 J.
2.一个电阻通过0.2 A的电流时,5 min内电阻上产生了600 J的热量,则这个电阻的阻值为 Ω.
3.下列用电器中,属于利用电流的热效应工作的是 ( )
A.电饭煲 B.洗衣机 C.电冰箱 D.电视机
4、关于电热的利用,下列说法中正确的是       (
A.电热对我们来说总是有利的       B.电热对我们来说总是不利的 
C.电饭锅是利用电流热效应的原理制成的  D.电视机工作过程中没有产生电热。
5. 用如图所示的装置“研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”.图中两个烧瓶内盛有温度相同的煤油,温度计显示煤油的温度,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中是镍铬合金丝,RA(1)请你用笔画线代替导线帮他完成电路
(2)这样连接的目的是
(3)实验中,电阻丝产生的热量多少,用液体温度升高的多少来反映,为了满足这个要求,两烧杯中的液体必须是 ;
(4)实验过程中可以观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数,这表明 _________________________________
【课后练习】
1.一个5Ω的电阻通过它的电流为2A,在10s内放出的热量是 J,如果通过它的电流减小为原来的二分之一,在相同时间内所放出的热量是原来的 (设电阻值不变).
2.一只电热器接在照明电路中,5min产生的热量为2.64×105J,则通过该电热器的电流是    A,电热器正常工作时的电阻是      Ω。
3. 通过某电热丝的电流为I时,在时间t内产生的热量为Q;如果要在2t时间内产生的热量为Q/2,则通过该电阻的电流应为 .
4.电冰箱、电视机、电扇等用电器的后面分别装有铁片或制成空格状,这样做的目的是( )
A.为了用电器的美观 B.为了防止用电器漏电
C.为了防止用电器聚集热量 D.为了节约用电器的制作材料
5. 下列家用电器中,不是利用电流热效应原理来工作的是 ( )
A.电熨斗 B.电烤箱 C.电饭锅 D.微波炉
6. 某一电阻通过2A的电流时,在某段时间内放出的热量为Q,如果通过它的电流为6A,在相同的时间内放出的热量为 ( )
A.3Q B.4Q C.6Q D.9Q
7.明冬天取暖时发现:电暖器的电热丝热得发红,而与电热丝相连的导线却不怎么热。
(1)请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题:
___________________________________________________?
(2)如图是小明进行实验探究的部分电路,A、B烧瓶中装有质量
相等初温相同的煤油,金属丝电阻分别为RA、RB,RA时间后,发现B烧瓶中温度计的示数大些。此现象说明:
在_____________和______________相同时,_____________越大,
电流产生的热量越多。
8. 有一电水壶的规格“220V 1000W”,该电水壶正常工作时,内部电热丝的电阻多大?在额定电压下把1Kg20℃的水烧开需要多长时间?(不计热损失)


9。你能用电功公式结合欧姆定律推导出焦耳定律公式吗?请同学们试试看。


§15.3电热器 电流的热效应(2)
【学习目标】
1:理解电热器的原理
2、生活中有关电热的计算;理解电功和电热的关系。
【典型例题】
【例1】:下列家用电器中,不属于电热器的是 (  )
A.电炉 B.电熨斗  C.电剃刀 D.恒温箱

【例2】:当温度降到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫超导体。当电流通过超导体时不发热,故超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体,你准备将它用来制作
A.家用保险丝 B.白炽灯泡的灯丝 C.电炉的电热丝 D.输电导线
【例1】:你知道电流产生的热量与电流所做的功之间的关系吗?
一台直流电动机,线圈电阻为1Ω接在15V的电源的上,通过的电流是2A,求:1、通电5分钟,电流做多少焦耳的功?电流产生的热量是多少?


小结:由此可知,在通常情况下,电流产生的热量Q 电流所做的功W。只有在
中,电流产生的热量Q才等于电流所做的功W。
【例2】.一电动机线圈的电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作.(1)在求电动机正常工作lmin所消耗的电能时,有以下两种不同的解法:
小明解:W=UIt=2V×0.8A ×60s=96J
小华解:W=I2Rt= (0.8A)2×1Ω×60s=38.4J
你认为哪位同学做得对,请作出判断并说明理由;
(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少.
【例3】.有额定电压、额定电功率均相同的电风扇、电烙铁、日光灯,各自在额定电压下正常工作相同的时间,比较它们产生热量的多少,结果是        ( )
A.一样多    B.电风扇最多    
C.电烙铁最多    D.日光灯最多

【课后练习】
1.下列用电器在工作过程中,电能几乎全部转化为内能的是 ( )
A.电脑 B.电风扇 C.洗衣机 D.电炉

2、. 下列事例中,不属于利用电热的是 ( )
A.用电熨斗熨衣服 B.电视机加散热窗
C.用电饭锅煮饭 D.电热孵卵器孵小鸡

3.将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁,分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列有关电流通过它们产生热量的说法中,正确的是 ( )
A.电风扇产生的热量最多 B.电视机产生的热量最多
C.电烙铁产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多

4.如图7所示电路,电源电压恒定不变,电阻R1=20Ω, R2=60Ω。当S断开时,电流表的示数为_________A;当S闭合时,电流表的示数为__________A,电路1分钟内总共产生的热量为_____________J。

5、有一台电动机,接在220V的电路中,通过的电流是5A,它里面线圈电阻是2Ω,现通电1min以后,则电动机消耗了多少电能?有多少电能转化为内能?有多少电能转化为机械能?若电动机线圈被卡住不能转动,则1min以后有多少电能为机械能?有多少电能转化为内能?

§15.3电热器 电流的热效应(3)
【学习目标】
1、理解电热器的原理;理解焦耳定律的实验;
2、利用焦耳定律进行简单计算;
【典型例题】
【例1】:两根电热丝,电阻之比为2:1,若把他们串联接在电路中,相同时间内产生的热量之比为     ;若把他们并联接在电路中,相同时间内产生的热量之比为   
【例3】为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系,王军设计了如图19所示的甲、乙两装置。他将两段阻值不同的电阻丝(R1(l)甲装置可探究电流产生的热量与_______是否有关。
(2)在这个实验中,电流产生热量的多少是通过________体现出来的,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到,请你列举一列__________
(3)在装置甲、乙的两次实验中,比较相同时间里气球A与C体积变化情况可探究电流产生的热量与___________________有关。
(4)若甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,A、B、C、D四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是______________
(5)教材上的该实验装置如图20所示(烧瓶与图l9中的相同)。
比较图19和图20所示的两个实验,你认为较好的是图________装置,理由是:_________________________.

【例2】: CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝。当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W。
(1)电饭煲在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接?
(2)电热丝R0的阻值多大?
(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10min,电热丝R0产生的热量为多少?

【课后练习】
1.家庭电路中,电饭锅和其它用电器之间是______联的;电饭锅是利用电流的______效应工作的。
2.(09?青岛)由焦耳定律可知,在电流和通电时间相同时,电流产生的热量与____成正比。电炉丝与插头处的导线是串联的,通过的电流和通电时间都相同,而电炉丝的电阻比插头处导线的电阻________,电流产生的热量较多。因此电炉丝热得发红,而插头处的导线却不很热。
3.将一个30Ω的电阻接入由4节电池串联成的电源中,电阻中通过的电流为_________A,通电1min产生的热量是____________J。
4.已知R1:R2=5:4,把它们串联后接在电路中,加在它们两端的电压之比为 ;把它们并联后接在电路中,通电相同时间后,R2上产生的热量为500J,则Rl上产生的热量是 J。
5.某品牌电热饮水机加热功率、保温功率分别为950W、40W,如果饮水机一天(按24h计算)有2h处于加热状态,其余时间处于保温状态,则这台饮水机一天共耗电___________kW?h。
6.为了使电阻丝在相同的时间内放出的热量增加到原来的2倍,应采取的措施是 ( )
A.使电阻丝两端的电压增加1倍. B.使电阻丝的电阻增加到原来的2倍.
C.使电阻丝两端的电压减半. D.使电阻丝的电阻减半.
7. 电源电压不变时,为了使电炉的电热丝在相等时间内发热多些,可采取措施是 ( )
A.增大电热丝的电阻 B.减小电热丝的电阻
C.在电热丝上并联电阻 D.在电热丝上串联电阻
※8.阻值为R的电阻丝,接到电压不变的电源上,4分钟可将一杯水烧开,现将该电阻丝对折起来,再接到这个电源上,烧开同样的一杯水(不考虑热量损失),所需时间为( )
A.4分钟, B.2分钟 c.1分钟 D.8分钟
9、如图,是一个电热毯示意电路图,R0是电热毯中的电阻丝, 是与电热毯电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.
⑴ 用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态 还是保温状态?
⑵ 若要求在保温时电流通过电阻线R0每分钟有60焦的电能转化为内能,电阻 的阻值是多大?

5.随着经济社会的飞速发展,人们的生活节奏越来越快,家用豆浆机成为人们做早点的重要厨具,“KL牌”家用豆浆机的结构、铭牌和简化电路图如图所示,该豆浆机通过自动控制键,有打磨和加热两种工作状态,打磨时只有电动机工作,加热时只有电热丝工作。

(1)这个豆浆机工作时和其它家用电器是______联关系(选填“串”或“并”)。
(2)当豆浆机处于打磨状态时,通过电动机线圈的电流为________A。
(3)当豆浆机处于加热状态时,其电热丝l min产生的热量为________________。

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