第4課時(shí) 電流的熱效應(yīng)
你能列舉一下生活中的電熱器嗎？
各種電熱器在結(jié)構(gòu)上有什么相同之處？
1980年巴黎出現(xiàn)了一種被稱為“烹飪之神”的炊具微波爐，其心臟是瓷控管，能產(chǎn)生的每秒24億5千萬次的超高頻率的微波，快速振動(dòng)食物內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、水分子等。使分子之間相互碰撞、擠壓、重新排列組合。簡而言之，是靠食物本身內(nèi)部的摩擦生熱的原理來烹調(diào)的。
利用電流熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。
電流通過各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生的熱量，使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
你能例舉生活中電流的熱效應(yīng)嗎？
撥打手機(jī)時(shí)間長了，手上有熱的感覺。
利用電流的熱效應(yīng)能制成哪些電氣設(shè)備？
電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？
利：利用率高，無污染?？刂坪驼{(diào)節(jié)溫度方便。
弊：容易引起火災(zāi)，存在安全隱患。
（要求電熱絲材料是 電阻率大熔點(diǎn)高）
（要求保險(xiǎn)絲材料是 電阻率大熔點(diǎn)低）
探究電流熱效應(yīng)的影響因素
電流熱效應(yīng)的大小與什么因素有關(guān)？
結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，猜想影響因素
B.同一電熱器，通電時(shí)間越長，發(fā)熱越多。
C.電熱絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。
A.電熱器通電發(fā)熱，不通電不發(fā)熱。
可能與電流有關(guān)，I 越大，Q越大
可能與時(shí)間有關(guān)，t 越大，Q越大
可能與電阻有關(guān)，R越大，Q越大
電流的熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)？
2.產(chǎn)生的熱量大小如何反映？
A、保持I、t一定，探究Q與R的關(guān)系
B、保持R、t一定，探究Q與I的關(guān)系
1.實(shí)驗(yàn)需采用哪種研究方法？
3.實(shí)驗(yàn)中需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？
4.如何控制和測量相關(guān)參量，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？
2 只燒瓶內(nèi)裝有煤油，
瓶塞上各插1 根玻璃管，
瓶內(nèi)各裝1 根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。
電源、電流表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)】：
電流表的讀數(shù)_____A
比較2 根玻璃管內(nèi)液面的位置的變化情況____
通過電熱絲的 相同時(shí)，電熱絲的電組越　　　，電熱就越　　　。
改變電阻，觀察電流表示數(shù)的變化_____
觀察玻璃管內(nèi)液面的位置的變化情況_____
電熱絲的 相同時(shí)，通過電熱絲的電流越 ，電熱就越 。
電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與這段導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。
A.實(shí)驗(yàn)定律普遍適用于各種電路電熱計(jì)算。
B.注意Q與R、I、t的“同體、同時(shí)性”關(guān)系。
C.落實(shí)Q與R、I、t的單位“統(tǒng)一性”原則。
Q = U2 t/R
D.推導(dǎo)公式只適用于純電阻電路電熱的計(jì)算。
電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時(shí)都會(huì)發(fā)熱，哪種用電器可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？
電吹風(fēng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能和內(nèi)能。
①在純電阻電路(電熱器電路)中：
W=UIt=U2t/R=I2Rt
Q=I2Rt=U2t/R=UIt
【例1】如圖是電飯鍋的電路圖。電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S 接通時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，將鍋內(nèi)的水加熱直到燒開；當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S 斷開時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。圖中R2 是加熱用的電熱絲，阻值為55 歐；R1 是電阻，阻值為145 歐。
（1）在加熱狀態(tài)下，電飯鍋正常工作 30分鐘產(chǎn)生多少熱量？
（1）在加熱狀態(tài)下， 開關(guān)S接通， 電路中只接入電熱絲R2
（4 安）2×55 歐×30×60 秒
=1.584×106 焦
（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率多大？
（2）在保溫狀態(tài)下，開關(guān)S斷開， 電阻R1與電熱絲R2相串聯(lián)，
= 220 伏×1.1 安
答：（1）電飯鍋正常工作30 分鐘產(chǎn)生的熱量為1.584 ×106 焦。 （2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率為242 瓦。
上面這個(gè)問題還可以用什么方法來求解？
【例2】一只“220V，800W”的電飯鍋，接在照明電路 中，求：①電飯鍋正常工作時(shí)的電流。 ②電飯鍋工作時(shí)的電阻。 ③該電飯鍋工作1h消耗的電能是多少？ ④它lh放出的熱量是多少？
（1）因?yàn)镻=UI；所以正常工作電流 I = P/U = 800w/220v ≈ 3.6A
（2）電飯鍋工作時(shí)的電阻 R = U2/P = (220v)2/800w = 60.5Ω
（3）該電飯鍋工作1h消耗的電能 W = Pt = 0.8kW×1h = 0.8kW?h
（4）它1h放出的熱量 Q = W = 0.8×3.6×106J = 2.88×106J
【練習(xí)】在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)相同的燒瓶中均裝入相同質(zhì)量的煤油，燒瓶甲中電阻絲的阻值為5歐。當(dāng)閉合開關(guān)，電流表讀數(shù)為0.8安，經(jīng)過200秒的時(shí)間，燒瓶甲中的煤油溫度由20℃升高到25℃，燒瓶乙中的煤油溫度由20℃升高到23℃。假設(shè)電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被煤油吸收，電阻絲的阻值不隨溫度變化，電源電壓保持不變，已知煤油的比熱容c=2.1×103 焦/（千克·℃）。求：（1）在此過程中燒瓶甲中煤油吸收的熱量。（2）燒瓶甲中煤油的質(zhì)量。（3）燒瓶乙中電阻絲的阻值。
（1）W=I2Rt=(0.8安)2×5歐×200秒=640 焦
1、下列常見電器中不是利用電流熱效應(yīng)工作 的是--------------------------------------（ ） A. 電爐　B. 電動(dòng)機(jī) C. 電飯鍋 D. 電熨斗
2．關(guān)于電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，以下說法 正確的是--------------------------------------（ ） A．根據(jù)Q=I2Rt可知，電阻越大，相同時(shí)間內(nèi) 產(chǎn)生的熱量越多 B．根據(jù)Q=U2t／R可知，電阻越大，相同時(shí)間 內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少 C．根據(jù)Q=UIt可知，相同時(shí)間內(nèi)，相同時(shí)間內(nèi) 產(chǎn)生的熱量與電阻無關(guān) D．根據(jù)Q=I2Rt可知，在電流一定時(shí)，電阻越 大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多
3、電熨斗通電一段時(shí)間后變得很燙，而連接電 熨斗的導(dǎo)線卻不怎么熱，這主要是因?yàn)椋? ） A．導(dǎo)線的絕緣皮隔熱 B．導(dǎo)線散熱比電熨斗快 C．通過導(dǎo)線的電流小于通過電熨斗的電流 D．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電熨斗電熱絲的電阻
4、一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為 380V，線圈的電阻為2Ω,線圈中的電流為10A,若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作10分鐘。 求： ①消耗的電能W。 ②產(chǎn)生的熱量Q。
①W=UIt=380V×10A×10×60s=2.28×106 J
②Q=I2Rt=(10A)2 ×2Ω×600s=1.2×105 J

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