电热器 电流的热效应Word下载.docx

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教学难点

教学过程

一、复习预习

1．电功（W）：

电流所做的功叫电功。

2．电流做功的特点：

电流做功时，把电能转化为其他形式的能。

电流通过电风扇是电能转化为机械能。

电流通过电炉是电能转化为内能。

3．电功的单位：

国际单位：

焦耳。

常用单位有：

度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6×

106焦耳。

4．电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。

电功计算公式：

W=UIt。

利用W=UIt计算电功时注意：

①式中的W.U.I和t是在同一段电路；

②计算时单位要统一；

③已知任意的三个量都可以求出第四个量。

5．计算电功还可用以下公式：

W=I2Rt；

，W=Pt；

二、知识讲解

课程引入：

生活中的很多电器在使用过程中都会发热，说明它们把内能转化为其他形式能的同时，也会有内能的产生。

那么这些用电器在使用过程中，产生内能的多少与什么因素有关呢？

考点/易错点1电热器

将生活中的各种用电器合理分类

热效应磁效应化学效应

电流的热效应：

电流通过任何一个导体，导体都要发热，把电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。

电热器：

利用电流的热效应来工作的用电器。

各种电热器在结构上有什么相同之处？

结构特点：

发热体：

①特点：

电阻率大、熔点高。

②电能→内能

绝缘体：

安全保护

阅读辨析：

微波炉是电热器吗？

（不是）1980年巴黎出现了一种被称为“烹饪之神”的炊具微波炉其心脏是瓷控管，能产生的每秒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、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。

考点/易错点2电热

定义：

电流通过用电器产生的热量，用Q表示。

实质：

电能转化为内能的多少。

单位：

焦（J）

思考：

如何让电热器产生更多电热？

活动：

结合生活经验，猜想电热的影响因素。

〖可能与电流有关，I越大，Q越大〗

B、同一电热器，通电时间越长，发热越多。

〖可能与时间有关，t越大，Q越大〗

C、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。

〖可能与电阻有关，R越大，Q越大〗

考点/易错点3探究电热的影响因素

方案：

1.实验需采用哪种研究方法？

（控制变量法）

A.保持I、t一定，探究Q与R的关系B.保持R、t一定，探究Q与I的关系

2.如何反映电热的大小？

（转化法）（物体受热膨胀）（物体受热升温）

3.实验中需要哪些实验器材？

4.如何控制和测量相关参量，进行实验？

结论：

在通电时间越长，电阻越大，电流越大的情况下，电热器产生的电热越多。

评估：

Q与I、R、t之间存在何种定量关系呢？

、

课题1：

保持I、t一定，探究Q与R的关系

对比：

电阻的大小和液柱上升的高度

结论1：

通过电热丝的电流和通电时间相同时，电热丝的电组越大，电热就越多。

课题2：

保持R、t一定，探究Q与I的关系

电流表的示数和液柱上升的高度

结论2：

电热丝的电阻和通电时间相同时，通过电热丝的电流越大，电热就越多。

焦耳定律：

焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特。

焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。

青年时期，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。

道尔顿给予了焦耳热情的教导。

焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学。

1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和电阻时的水温。

通过实验他发现：

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方之积成正比。

四年之后，俄国物理学家楞次进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。

因此该定律称为焦耳定律。

焦耳活到了七十一岁。

1889年10月11日焦耳在索福特逝世。

他一生用近四十年的时间探索“功和热量”之间关系”，不畏艰难，呕心沥血。

他的事迹非常感人，后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。

内容：

电流通过导体所产生的热量与电流的平方成正比，与这段导体的电阻成正比，与通电时间成正比。

意义：

揭示了电热的计算方法。

公式：

Q=I2Rt单位：

焦（J）1J=1A2·

Ω·

s

说明：

A.实验定律普遍适用于各种电路电热计算。

B.注意Q与R、I、t的“同体、同时性”关系。

C.落实Q与R、I、t的单位“统一性”原则。

拓展：

结合欧姆定律：

Q=UItQ=U2t/R

D.推导公式只适用于纯电阻电路电热的计算。

三、例题精析

【例题1】

【题干】

（2014•呼伦贝尔）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）

A．电脑B．电饭锅C．电视机D．电风扇

【答案】B

【解析】A、电脑主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；

B、电饭锅工作时把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，符合题意；

C、电视机主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；

D、电风扇中的电动机主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意．

【例题2】

【题干】家中的电炉丝与导线是串联的，但电炉丝热得发红，导线却不怎么热，原因是（　　）

A．通过电炉丝的电流大

B．通过导线的电流小

C．电炉丝的电阻远大于导线的电阻

D．导线的通电时间短

【答案】C

【解析】电炉丝和导线串联在电路中，电流和通电时间不变，电炉丝的电阻比导线电阻大，产生的电热多，所以电炉丝热得发红，导线不怎么热．

故选C．

【例题3】

【题干】运用控制变量法，小蕾把两段电阻不同的金属丝A、B（RA＜RB）串联后，分别放到两瓶等量的煤油中通电一定时间，（如图5所示），控制电流一定时，探究“电流通过导体产生的热与_____的关系”．通电后，温度计的示数升高，这种现象是由电流的__________效应引起的，这时煤油的内能______（填增加、减小或不变）．其中，____________瓶的煤油的温度升高得更快．

【答案】电阻；

热；

增加；

B．

【解析】图中的电阻是串联，而串联时，电流相等，通电时间也相等，故是研究电流的热效应时，产生的热量与电阻的关系，产生的内能被煤油吸收，煤油的内能增加，当电流和时间相等时，电阻越大，产生的热量越多，且RA＜RB，故B中的煤油的温度升高的多．

四、课堂运用

【基础】

1、（2014•重庆）下列主要运用电流热效应的工作的用电器是（　　）

A．电烤火炉B．电风扇C．电视机D．手机

【答案】A

【解析】A、电烤火炉是电能转化为内能，利用了电流的热效应来加热的，故A正确；

B、电风扇工作时电能主要转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故B错误；

C、电视机工作时电能主要转化图象和声音，不是利用电流的热效应来工作的，故C错误；

D、手机工作时电能主要转化为图象和声音，不是利用电流的热效应来工作的，故D错误．

2、（2011•河北）假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（　　）

A．白炽灯仍然能发光B．电动机仍然能转动

C．电饭锅仍然能煮饭D．电熨斗仍然能熨衣服

【答案】B

【解析】白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，白炽灯不能发光，电饭锅不能煮饭，电熨斗不能熨衣服．

如果导体有电阻，电动机工作时，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好．

【巩固】

1、（2014•北京模拟）如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）

【答案】C

【解析】A、电风扇中的电动机主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；

B、榨汁机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；

C、电饭煲工作时把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，符合题意；

D、电脑工作时主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意．

2、（2014•宁夏）在家庭电路里，有时需要把两根导线连接起来使用，但连接处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾，这是为什么？

【答案】在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，

∵导线连接处与导线串联在电路中，

∴通过的电流相等、通电时间相等，

∵Q=I2Rt，

∴连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾．

【解析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析．

【拔高】

1、（2013•无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；

烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量________（选填“相等”或“不相等”）．当开关闭合后，_______（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快．

【答案】相等；

【解析】电热的影响因素有电流、电阻、通电时间．首先要判断清楚两段导体的什么因素是相同的，什么因素是不同的，再根据焦耳定律来判断哪段导体产生的电热多，即这个瓶中温度上升较快．

2、如图甲是分别测量电阻丝R1和R2的阻值时，得到的电流随电压变化的图象，则两电阻丝的阻值大小关系是Rl______R2（选填“＞”、“=”或“＜”）．将两电阻丝按如图乙的连接方式接入电路中，并将两根完全相同的火柴头分别放在两个电阻丝上．闭合开关一段时间后，发现R2的火柴先燃烧．由此可知，在______一定时_________，越大，电功率越大．

【答案】＜；

电流；

电阻

【解析】根据图甲所示图象应用欧姆定律判断两电阻阻值大小；

由图乙所示电路图可知，两电阻串联，通过两电阻的电流相等，应用串联电路特点及电功率公式分析答题．

5、课程小结

1.电热器是利用电流的热效应效应的设备，电热器的主要组成部分是发热体，它是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上组成的。

家用电器中属于电热器的有电炉、电熨斗、电烙铁等。

2.焦耳定律：

3.焦耳定律公式：

Q＝I2Rt，（式中单位Q→焦；

I→安（A）；

R→欧（Ω）；

t→秒。

）