1、倍 速 课 时 学 练 15.3电热器 电流的热效应 问题问题 你知道生活中哪些家用电器是物理上你知道生活中哪些家用电器是物理上 说的“电热器”吗？说的“电热器”吗？ 电热器的结构共性电热器的结构共性 电热器的主要组成部分是电阻丝做的电热器的主要组成部分是电阻丝做的发热体发热体。 发热体均是由发热体均是由 电阻率大电阻率大 、 熔点高熔点高 的材料做成的。的材料做成的。 同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相同之处？同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相同之处？ 一、电流的热效应一、电流的热效应 导体中有电流通过的时候，导体中有电流通过的时候，导体要导体要 发热发热，这种现象叫做电
2、流的热效应。，这种现象叫做电流的热效应。 利用电流做功将利用电流做功将电能电能转化为转化为内能内能的的 装置，统称为电热器。装置，统称为电热器。 思考：思考： 1 1、灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡和电线串联在电路中，电流相同， 灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为 什么？什么？ 2 2、相同的导线如果将灯泡换成大功率相同的导线如果将灯泡换成大功率 的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电 线，这又是为什么？线，这又是为什么？ 3 3、电熨斗，它通电的时间过长，会产生电熨斗，它通电的时间过长，会产生 更多的热量，一不小心，
3、就会损坏衣料。更多的热量，一不小心，就会损坏衣料。 这又是为什么？这又是为什么？ 电阻不同电阻不同 电流不同电流不同 时间不同时间不同 提出问题提出问题 电流通过电热器产生的热量跟哪些因电流通过电热器产生的热量跟哪些因 素有关？素有关？ 做出猜想做出猜想 导体的导体的电阻电阻 导体中导体中电流电流 通电的通电的时间时间 实验方法实验方法 控制变量法控制变量法 探究热量与探究热量与 电阻的关系电阻的关系 R1=10 R2=5 1:怎样研究电热器产生热量与怎样研究电热器产生热量与电阻电阻大小大小 的关系的关系? 控制控制电流电流和和时间时间相同，相同，电阻电阻不同不同 两个电阻串联时，可以保证通过
4、它们的电流和时间相同；两个电阻串联时，可以保证通过它们的电流和时间相同； 实验视频实验视频 探究热量与探究热量与 电流的关系电流的关系 R1=R2=R3=10 I1=2I2 R1 R2 R3 1:怎样研究电热器产生热量与怎样研究电热器产生热量与电流电流大小大小 的关系的关系? 控制控制电阻电阻和和时间时间相同，相同，电流电流不同不同 试验结论试验结论 结论结论1:1: 在通电电流和通电时间相同的条件在通电电流和通电时间相同的条件 下，下，电阻电阻越越大大，电流产生的热量越，电流产生的热量越多多。 结论结论2:2: 在电阻和通电时间相同的条件下，在电阻和通电时间相同的条件下， 电流电流越越大大，
5、电流产生的热量越，电流产生的热量越多多。 结论结论3:3: 在通电电流和电阻相同的条件下，在通电电流和电阻相同的条件下， 通电时间通电时间越越长长，电流产生的热量越，电流产生的热量越多多。 认认 识识 焦焦 耳耳 定定 律律 英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳用近四十年的时用近四十年的时 间探索了间探索了“电热电热与与电流、电阻、时间电流、电阻、时间 的定量关系的定量关系” ，不畏艰难，呕心沥血，不畏艰难，呕心沥血， 他为推动人类社会的进步，为科学而他为推动人类社会的进步，为科学而 贡献几乎毕生的精力，他的事迹非常贡献几乎毕生的精力，他的事迹非常 感人。为了纪念这位伟大的科学家，感人。为了纪念这
6、位伟大的科学家， 物理上用物理上用“焦耳焦耳”作为功或能的单位。作为功或能的单位。 把这一定律称作把这一定律称作焦耳定律焦耳定律 二、焦耳定律二、焦耳定律 、内容：电流通过导体产生的热量与、内容：电流通过导体产生的热量与电流电流 的平方的平方成正比，与导体成正比，与导体电阻电阻成正比，与成正比，与通电通电 时间时间成正比。成正比。 2、公式：、公式：Q Q 热 热= = I I2 2RtRt 3、单位：、单位： I I- -A A, , R R- -, , t t- -s s, , Q Q- -J J 思考：思考：为什么电热器的材料要用电阻率大，熔点高为什么电热器的材料要用电阻率大，熔点高 的
7、电阻丝做？的电阻丝做？ 二、焦耳定律二、焦耳定律 4、理论推导、理论推导 电能全部转化为内能电能全部转化为内能 Q Q热 热= = I I2 2RtRt Q Q热 热 = = W W = = UItUIt Q Q热 热 = = W W = = U U2 2t t/ /R R = =PtPt Q热 热W 灯泡接入电路中灯泡接入电路中, ,灯泡和灯泡和 电线中流过相同的电流电线中流过相同的电流, ,它它 们都要发热，实际上灯泡热们都要发热，实际上灯泡热 得发光得发光, ,电线的发热却觉察电线的发热却觉察 不出来。这是为什么不出来。这是为什么? ? 接入更多大功率的用电接入更多大功率的用电 器时，电
8、线将显著发热，会器时，电线将显著发热，会 烧坏它的绝缘皮，甚至引起烧坏它的绝缘皮，甚至引起 火灾。这又是为什么？火灾。这又是为什么？ 一个一个20的电阻，通过的电阻，通过0.5A的电流的电流2min，电，电 阻上消耗的电能是阻上消耗的电能是_,释放热量为释放热量为_. 一个电阻通过一个电阻通过0.2A的电流的电流5min，电阻上产生，电阻上产生 的热量为的热量为600J.这个电阻的阻值是这个电阻的阻值是_ 一个一个200的电阻通电的电阻通电2min，电阻上消耗的电，电阻上消耗的电 能是能是4.5104J,则通过电阻的电流是则通过电阻的电流是_. 一个一个40的电阻，通过的电阻，通过0.3A的电
9、流，则通电的电流，则通电 _min释放热量为释放热量为2160J. 随堂练习随堂练习1 随堂练习随堂练习2 两个电热器的电阻之比为两个电热器的电阻之比为43，通，通 过相同的电流，在相等的时间里产过相同的电流，在相等的时间里产 生的热量之比为生的热量之比为_；若两个电；若两个电 热器的电阻相同，通过的电流强度热器的电阻相同，通过的电流强度 为为13，在相等的时间里产生的热，在相等的时间里产生的热 量之比为量之比为_。 43 19 当当0.2安的电流通过一金属线时产生的安的电流通过一金属线时产生的 热量为热量为Q1，若使通过的电流增加到，若使通过的电流增加到0.4 安时，在相同的时间内产生的热量
10、为安时，在相同的时间内产生的热量为Q2， 那么那么Q2是是Q1的的 ( ) A、2倍倍 B、4倍倍 C、0.25倍倍 D、0.5倍倍 B 随堂练习随堂练习3 随堂练习随堂练习4 两根长度相同，粗细不等的镍铬合金电阻两根长度相同，粗细不等的镍铬合金电阻 丝，串联以后接入电源两端，在相同的丝，串联以后接入电源两端，在相同的 时间内电阻丝上的放热情况是（时间内电阻丝上的放热情况是（ ） A、两根一样多、两根一样多 B、粗的一根较多、粗的一根较多 C、细的一根多、细的一根多 D、缺少条件，无法判断、缺少条件，无法判断 C 反馈练习反馈练习 一根60的电阻丝接在 36V的电源上，在5min 内产生多少热量？
