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1、第第6节节 电能电能第四课时第四课时 电热器电热器病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程使用这些用电器时，电使用这些用电器时，电能会转化为哪些能量？能会转化为哪些能量？观察观察思考思考发现发现电流通过电流通过任何任何一个导体，会使导体的温度升一个导体，会使导体的温度升高，这种现象叫高，这种现象叫电流的热效应。电流的热效应。导体导体电流热效应的实质：电流热效应的实质：电能电能转化为转化为内能内能（热能）（热能）导体导体【活动】【活动】列举一些生活中常用的电热器。列举一些生活中常用的电热器。电热器电热器:利用利用热效应热效应来
2、工作的用电器。来工作的用电器。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程电热器电热器是利用电热器是利用电流的热效应电流的热效应制成的加热设备。制成的加热设备。2.电热器的主要组成部分：电热器的主要组成部分：3.电热器的电热器的优点优点：思考：思考：电流的热效应对人类全部有利吗？电流的热效应对人类全部有利吗？清洁、无污染，热效率高，便于控制和调节等。清洁、无污染，热效率高，便于控制和调节等。1.原理原理：发热体发热体发热体：发热体：安全保护安全保护电能电能内能内能电热器结构电热器结构材料：材料：作用：作用：绝缘体：绝缘体：电阻率
3、大、熔点高的金属丝电阻率大、熔点高的金属丝病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程观察这些电器设备的元件构观察这些电器设备的元件构造，说明什么？造，说明什么？4 4、电热器的、电热器的缺点：缺点：容易引起火灾，存在安全隐患容易引起火灾，存在安全隐患B B、同一电热器，通电时间越长，发热越多。、同一电热器，通电时间越长，发热越多。C C、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。A A、电热器通电发热，不通电不发热。、电热器通电发热，不通电不发热。提出提出问题问题建立假设建立假设结合生活经验，猜
4、想电热的影响因素。结合生活经验，猜想电热的影响因素。可能与可能与电流电流有关，有关，I 越大，越大，Q越大越大可能与可能与时间时间有关，有关，t 越大，越大，Q越大越大可能与可能与电阻电阻有关，有关，R越大，越大，Q越大越大电流通过导体时产生热的电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？多少跟什么因素有关？设计实验方案设计实验方案设计实验方案设计实验方案（控制变量法）（控制变量法）1.1.实验需采用哪种研究方法？实验需采用哪种研究方法？电热器产生的热的多少跟什么因素有关呢？电热器产生的热的多少跟什么因素有关呢？控控制制变变量量法法3、控制电流、控制电流I、时间、时间t相同：相同：研究研究电阻电
5、阻R变化变化 对对电热电热Q的影响的影响2、控制电阻、控制电阻R、时间、时间t相同：相同：研究研究电流电流I变化对变化对电热电热Q的影响的影响1、控制电流控制电流I、电阻、电阻R相同：相同：研究研究时间时间t变化对变化对电热电热Q的影响的影响2.2.如何反映电器产热的大小？如何反映电器产热的大小？（转化法）（转化法）（物体受热升温）（物体受热升温）（物体受热膨胀）（物体受热膨胀）放大法放大法保持保持I、t一定，探究一定，探究Q与与R的关系的关系电阻的大小和液柱上升的高度电阻的大小和液柱上升的高度探究电热的影响因素探究电热的影响因素【课题【课题1 1】【对比】【对比】通过电热丝的通过电热丝的 相
6、同时，电相同时，电热丝的电组越热丝的电组越，电热就越，电热就越。【结论【结论1 1】多多大大电流和通电时间电流和通电时间保持保持R、t一定，探究一定，探究Q与与I的关系的关系探究电热的影响因素探究电热的影响因素【课题【课题2 2】电流表的示数和液柱上升的高度电流表的示数和液柱上升的高度【对比】【对比】【结论【结论2 2】电热丝的电热丝的 相同时，通过电相同时，通过电热丝的电流越热丝的电流越，电热就越，电热就越。多多大大电阻和通电时间电阻和通电时间病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程实验结果：实验结果：在相等的时间内，当电
7、流相等时，电在相等的时间内，当电流相等时，电 阻越大，电流产生热越多。阻越大，电流产生热越多。在相等的时间内，当电阻相等时，电在相等的时间内，当电阻相等时，电 流越大，电流产生热越多。流越大，电流产生热越多。通电时间越长，电流产生的热量就越通电时间越长，电流产生的热量就越 多。多。焦耳定律焦耳定律1840年，年，焦耳焦耳把环形线圈放入装把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和水的试管内，测量不同电流和电阻时的水温。通过实验他发现：电阻时的水温。通过实验他发现：导体在一定时间内放出的热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量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比方之积成正比。电流
8、通过导体所产生的电流通过导体所产生的热量热量与与电流的平电流的平方方成正比，与这段导体的成正比，与这段导体的电阻电阻成正比，成正比，与与通电时间通电时间成正比。成正比。Q=I2Rt焦（焦（J)实验定律实验定律普遍适用普遍适用于各种电路电热计算。于各种电路电热计算。Q与与R、I、t的单位的单位“统一性统一性”原则。原则。R、I、t 的单位分别为的单位分别为欧、安、秒欧、安、秒【内容】【内容】【公式】【公式】【单位】【单位】【说明】【说明】焦耳定律焦耳定律病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程电炉的电热丝和导线是串联的；通电时
9、电炉的电热丝和导线是串联的；通电时电流相等，而电炉的电热丝的电阻比导电流相等，而电炉的电热丝的电阻比导线的电阻大得多，根据焦耳定律公式线的电阻大得多，根据焦耳定律公式Q=I2Rt，相同时间中，电流在电热丝中产，相同时间中，电流在电热丝中产生的热量比在导线中产生的热量大得多，生的热量比在导线中产生的热量大得多，所以，电炉通电时，电热丝发红，而导所以，电炉通电时，电热丝发红，而导线不会太热线不会太热 电炉通电时，电热丝会热得发红，而与它相电炉通电时，电热丝会热得发红，而与它相连的导线不怎么热，为什么？连的导线不怎么热，为什么？思考思考病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且
10、在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电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？器可以认为将电能全部转化成内（热）能？若若电电流流做做的的功功全全部部用用来来产产生生热热量量，即即Q=W时时，我我们们能能否否利利用用电电功功公公式式和和欧欧姆姆定定律律来来推推导导焦焦耳耳定律呢？定律呢？Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R Q=W又根据欧姆定律又根据欧姆定律 U=IR WUIt电能转化成热能和机械能电能转化成热能和机械能电吹风机电吹风机：电熨斗：电熨斗：电能全部转化成内能电能全部转化成内能W=Q（纯电阻电路）（纯电
11、阻电路）W Q（非纯电阻电路）（非纯电阻电路）病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1、电能全部转化为热能时，、电能全部转化为热能时，2、电能没有全部转化为热能时，、电能没有全部转化为热能时，Q=I2Rt=W=Pt=UItQ=I2Rt W=Pt=UIt1、电流做多少功，就是消耗多少电能，、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也就是将多少电能转化成其他其他形式的能。形式的能。2、纯电阻电路中纯电阻电路中，电流做多少功，就是将，电流做多少功，就是将多少电能转化成多少电能转化成内能内能。例例1、一只、一只“22
12、0V220V，800W800W”的电饭锅，接在照明电的电饭锅，接在照明电路中，路中，求：求：该电饭锅工作该电饭锅工作1h1h消耗的电能是多少？消耗的电能是多少？它它lhlh放出的热量是多少？放出的热量是多少？（1）W=Pt=0.8kW1h=0.8kWh=2.88106J；（2）Q=W=2.88106J（纯电阻电路）（纯电阻电路）例例2、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V380V，线圈的电阻为线圈的电阻为22,线圈中的电流为线圈中的电流为10A,10A,若这台电若这台电 动机正常工作动机正常工作1 1秒钟。秒钟。求：求：消耗的电能消耗的电能W。产生
13、的热量产生的热量Q。该电动机的效率。该电动机的效率。解：（解：（1）W=UIt=380V10A1s=3800J （2）Q=I2Rt=（10A）221s=200J (3)（3800J200J）/3800J 100%94.7%答（略）答（略）（非纯电阻电路）（非纯电阻电路）病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.有三个用电器，其中一个为有三个用电器，其中一个为“220V，60W”的电风扇，一个为的电风扇，一个为“220V,60W”的白炽灯，另一个是的白炽灯，另一个是“220V，60W”的电热器，都在额定电的电热器，都在额定电
14、压下工作相同的时间，比较这三个用压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是电器产生的热量是()A.电风扇最多电风扇最多.B.白炽灯最多白炽灯最多.C.电热器最多电热器最多.D.都一样都一样.C例例4、电饭锅工作时有两种状态：当自动开关电饭锅工作时有两种状态：当自动开关S接通时，电饭接通时，电饭煲处于加热状态，将锅内的水加热至烧开；当煲处于加热状态，将锅内的水加热至烧开；当S断开时，电断开时，电饭锅处于保温状态。饭锅处于保温状态。R2是用来加热的电热丝是用来加热的电热丝，阻值为，阻值为55欧，欧，R1的电阻为的电阻为145欧。欧。求求(1)在加热状态下，电饭锅正常工作在加热状态下，电饭锅正
15、常工作30分钟产生的热量？分钟产生的热量？（2）在保温状态下，电饭煲消耗的功率为多大？）在保温状态下，电饭煲消耗的功率为多大？微波炉是电热器吗？微波炉是电热器吗？【阅读辨析】【阅读辨析】1980年巴黎出现了一种被称年巴黎出现了一种被称“烹烹饪之神饪之神”的炊具微波炉，其心脏的炊具微波炉，其心脏是瓷控管，能产生的每秒是瓷控管，能产生的每秒24亿亿5千万次的超高频率的微波（电磁千万次的超高频率的微波（电磁波），快速振动食物内的蛋白质、波），快速振动食物内的蛋白质、脂肪、水分子等。使分子之间相脂肪、水分子等。使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组合。互碰撞、挤压、重新排列组合。简而言之，是靠食物本身内部的简而言之，是靠食物本身内部的摩擦生热的原理来烹调的。摩擦生热的原理来烹调的。不是不是