课时15.3 电热器 电流的热效应（1） 焦耳定律--2020-2021学年九年级物理下册同步课堂帮帮帮（苏科版）

第十五章 电功和电热 课时 15.3 电热器 电流的热效应（1） 课时1 焦耳定律 1. 知道电热器是主要利用电流热效应工作的装置，知道电热器一般都是由电阻组成的。 2. 通过探究，知道电热器产生的热量与电热器自身的电阻、通过它的电流以及通电时间有关。 3. 知道焦耳定律的表述、适用范围和计算公式，会用焦耳定律进行简单的计算； 电流的热效应 电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。 两类用电器： 1）纯电阻用电器：电流通过时将电能全部转化为内能的用电器。如电饭煲、电炉、电熨斗、电烙铁、电取暖器、电热水器等单纯用来发热的用电器。 2）非纯电阻用电器：电流通过时只有部分电能转化为内能的用电器。如电风扇、电动机、电脑、电视机等，这类用电器除部分电能转化为内能外，大部分电能会转化成其他形式的能。 影响电流产生热量的因素 实验方法：控制变量法和转换法。 结论 在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 焦耳定律 内容：电流通过导体产生热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 公式：Q=I2Rt 电热Q与电能W的关系 在纯电阻电路中，Q=W。在纯电阻电路中，电流通过导体做功，将电能全部转化成内能，所以产生的电热与消耗的电能相等。 在非纯电阻电路中，Q<W。非纯电阻只有部分电能转化为内能，所以电热小于用电器消耗的电能。如电动机，电能主要转化为机械能，有少量电能会转化为内能。 电热功率：电流通过导体时在单位时间内产生热量的多少叫电热功率，结合焦耳定律可得，电热功率P热=Q / t=I2R。 考点一 电流的热效应 电热的利用和防止 例1 电热器是利用电流的 工作的：在电饭锅、电熨斗、电风扇中，不属于电热器的是 。 【答案】热效应；电风扇； 【解析】电热器是利用电流的热效应工作的； 电饭锅、电熨斗都是将电能转化为内能，为电热器； 电风扇主要将电能转化为机械能，不是电热器； 变式1 电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用 来工作的。而计算机内都装有小风扇，这是为了 。 【答案】电流的热效应；散热； 【解析】电热毯工作时要发热，是利用了电流的热效应来工作的； 计算机在工作时产生的热量是有害的，计算机的散热风扇可以散失热量，防止电流热效应产生的热量带来的危害； 考点二 探究影响电流热效应的因素 例2 用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”。电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1<R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是 (　 　)   A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系 B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快 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.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小 【答案】C； 【解析】（1）由“6V 3W”知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W； 灯泡正常发光时的电流为：I额= P额 /U额 = 3W /6V =0.5A， 答：灯泡正常发光时的电流是0.5A。 （2）灯泡灯丝电阻为RL= U 额2 /P额 = (6V)2 / 3W =12Ω， 当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端的电压为： UL1=I1×RL=0.4A×12Ω=4.8V， 电压表的示数为：U/R0=U-UL1=18V-4.8V=13.2V， 答：当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数是13.2V。 （3）滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表示数应等于15V， 此时灯泡两端电压为：UL2=18V-15V=3V， 此时电路中的电流为I2= UL2 /RL = 3V /12Ω =0.25A， 滑动变阻器接入电路的最大阻值为： Rm= Um/ I2 = 15V /0.25A =60Ω， 由（1）知灯泡正常发光时的电流I额=0.5A， 电流表量程是IA=0.6A， 流过电路的最大电流Im=0.5A，此时电路中的总电阻为： R总= U /Im = 18V /0.5A =36Ω， 则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ra=R总-RL=36Ω-12Ω=24Ω，； 变式1 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。   (1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与　　　    的关系,通电一段时间,　　　    (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多; (2)通过观察乙图中的实