3.6初中科学《电能第3课时》公开课课件 (1)

4、利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验， 以下说法错误的是（ B ） A．本实验采用的研究方法有 “控制变量法”和“转换法” B．通电后会发现在相同时间内 乙产生的热量是丙产生热量的2倍 C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙 D．图丙中外接5Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电 阻A、D的电流不同
额定电压：220V 额定容量：5.0L
它用电加热，又具有压力锅的优点。 额定频率：50Hz 额定功率：900W
如右图所示，问：该电压力锅正常
XX集团有限公司 制造 产地：湖北武汉
工作15分钟能够产生多少热量？
地址：武汉市新华下路211号
电话：027－85876363
电压力锅CYKB50－2A
额定电压：220V 额定容量：5.0L 额定频率：50Hz 额定功率：900W
生的热量最多的是（ C ）
A.电视
B.电风扇
C.电烙铁
D.一样多
2、如图是探究“影响电流热效应因素”的实验 装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的 烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油， 下列说法错误的是（ D ） A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显 B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系 C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少 D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换 成等质量的水即可
P＝
W t
W＝Pt＝UIt
对于纯电阻电路，W= U2t/R=I2Rt
电流的热效应：
电流通过各种导体时，都会使导体的温度升高的现象。 电热器：利用电流的热效应工作的. 结构: 电热器的主要元件是发热体
其特点是电阻率大,熔点高. 实质(能量转化): 电能转化为内能的过程.
判断：下列电器哪些是电热器？哪些不是？ 电风扇、电烙铁、电视机、电饭锅、电电炉炉、电脑、电电熨熨斗斗。
比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
3、公式：Q =I 2Rt
4、电能全部转化为热能时， Q=I2Rt = W=Pt =UIt 若电能没有全部转化为热能时，则只可用焦耳定律来计算
Q=I2Rt ＜ W=Pt =UIt
1、如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“２２０V ６０W”
的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则三个用电器产
（2）加热电阻正常工作420s产生热量：Q放=W=Pt=1000W×420s=4.2×105J， 电加热效率为80%，所以水吸收热量： Q吸=80%Q放=80%×4.2×105J=3.36×105J， 由密度公式可得水的质量：m水=ρ水/V水=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg， 由Q吸=cm△t和可得水升高的温度： △t=Q吸 /c水m水 =3.36×105J/[4.2×103J/(kg•℃)×4kg ]=20℃， 水的温度会升高到：t=t0+△t=20℃+20℃=40℃；
3、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ D ） A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q=U2/R t 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q=UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关 D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产 生的热量越多
例：在1分钟内，通过电阻为50欧姆的电熨斗的电流为2安培， 则电熨斗产生的热量是多少焦耳？
解： Q =I 2Rt
=（2安）2×50欧×60秒 =1.2 ×104焦 答：电熨斗产生的热量是1.2 ×104焦耳。
思考： 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？
若电流做的功全部用来产生 热 量 ， 即 Q=W 时 ， 我 们 能 否利用电功公式和欧姆定律 来推导焦耳定律呢？
电吹风机 ：Q＜W 电熨斗： Q=W
∵ Q=W 又∵ W＝UIt 根据欧姆定律 U=IR ∴Q=W=UIt=I2Rt
3、电能全部转化为热能时， Q=I2Rt = W=Pt =UIt 若电能没有全部转化为热能时，则只可用焦耳定律来计算
Q=I2Rt ＜ W=Pt =UIt
例：有一种新型的炊具叫电压力锅， 电压力锅CYKB50－2A
XX集团有限公司 制造 产地：湖北武汉
地址：武汉市新华下路211号 电话：027－85876363
解题思路：根据焦耳定律，要想求出 热量，必须知道电流、电阻、时间。 你能找出以上三个量么？
根据P=UI,得出I=P/U=900瓦/220伏＝4.09A 根据R=U/I,得出R=U/I=220伏/4.09A＝53.8欧
电流的热效应在生产和生活中广泛的应用。例如：电炉、电熨斗、 电热水器、电暖气等。这些电热器具有清洁、无污染、热效率高， 便于控制和调节等优点，给生产和生活提供了极大的便利。但电 流的热效应也有不利的地方，比如电动机，电视机等工作时也会 有热量产生，这既浪费了电能，又可能在长时间机器散热较差时 被烧毁。在远距离输电时，由于输电线有电阻，不可避免地使一 部分电能在输电线上转化为内能而损失。
3、显然通电时间越长，电流产生的热 量也越多。
1840年，英国物理学家焦耳通过大量的实验， 精确地总结出了著名的焦耳定律。 焦耳定律： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正 比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
1、公式：Q =I 2Rt
2、单位：Q — 焦，I — 安，R — 欧，t — 秒
思考： 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯 泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉 察不出来。这是为什么?
分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大， 又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律 Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量 比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热的发光， 而电线却感觉不到热。
时间为15分钟，也就是900秒 根据Q＝I2Rt就可以求出产生的热量
因为当电流通过电压力锅时，电 能全部转化为内能，所以我们还 可以利用“W=P×t”来求出热量。
例：如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按 摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源 电压220V稳定不变。求： （1）加热电阻正常工作时的电功率是多少？
6、如图所示是小萱家的一个快热式电热水龙头，下表中列出 了这只电热水龙头的部分技术参数。 求：（1）此电热水龙头正常工作20s产生的热量Q； （2）此电热水龙头正常工作的电阻值R．（结果请保留整数）
解：（1）Q=W=P额t=3000W×20s=6×104J。 （2）由P=U2/ R 可得，电热水龙头正常工作的电阻值： R=U额2/ P额 =(220V)2 /3000W ≈1初中
复习：
电功率
1.电功率：电器的电功率，等于这个用电器两端的电压与通过这个用电
器的电流的乘积。
U=P/I
计算公式:
P=UI
变形式
I=P/U
对于纯电阻电器(只有电阻在做功) 欧姆定律 I＝U/R
推导公式
P==UI2IR(=已IR知·II和=IR2R求P)
PP==UUI2/R=(U已·U知/RU和=RU求2/RP)
5、如图所示，人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现
在市场上有一些劣质插线板，经质检部门检查发现，部分劣质插
线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插
线板将会存在什么隐患。
答：在材料和长度一定时，导体横截面积越小 电阻越大，所以伪劣电热器的电源线的芯线一 般比合格产品越细，电阻越大； 根据 Q=I2Rt 可知，在电流和通电时间一定时， 电阻越大，电流通过细的芯线产生的热量越多， 易发生火灾。
答：（1）此电热水龙头正常工作20s产生的热量为6×104J； （2）此电热水龙头正常工作的电阻值为16Ω。
电流的热效应有何利弊？ 优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度。 缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热 效应，导线外 的绝缘层会加速老化甚至会烧毁绝缘层而引发火灾； ②同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。
防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为 了更好散热而特别设计的结构。
思考： 同样通电的导线为什么没有电热器那么热?
思考：如图，我们希望热量更多的集中在电炉的发热体上，而 不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律 Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大，熔点高 导线：电阻率小，熔点高
焦耳定律
1、电热器：利用电流的热效应工作的. 2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流 为0.1A，按摩10min，电动机线圈产生的热量是多少？
（3）由焦耳定律可得，按摩10min电动机线圈产生的热量： Q=I2Rt=（0.1A）2×2Ω×10×60s=12J。
答：（1）加热电阻正常工作时的电功率1000W； （2）水的温度会升高到40℃； （3）电动机线圈产生的热量是12J。
（1）由电路图知，电动机与加热电阻并联， 由并联电路特点和P=U2 /R 可得，加热电阻正常工作时的电功率为： P=U2 /R =(220V)2 /48.4Ω =1000W；
（2）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水，加热电阻正
常工作420s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少
摄氏度？[C水=4.2×103J/（kg•℃）]
探究：
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？
建立猜想：
可能跟电流大小有关 可能跟导体的电阻有关 可能跟通电时间有关
方案设计： 怎样体现导体产生热的多少？ 利用控制变量法； 比较不同条件下导体产生热的多少
实验结论： 1、当通电电流和通电时间相同的条件 下，电阻越大，电流产生的热量越多。