15.3 电热器 电流的热效应-【帮课堂】九年级物理下册同步学与练（苏科版）

三、电热器 电流的热效应 1. 知道电流的热效应； 2. 理解焦耳定律，知道电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关； 3. 知道电热的利用和防止。 知识点01 电热器 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。 电热器：主要利用电流的热效应工作的装置，常见的电热器有：电炉、电烙铁、电热毯、电水壶、电饭煲、电暖器、饮水机等。 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。 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。 【即学即练1】 如图所示的四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．抽油烟机 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶 【答案】：D。 【解析】解： A、吸油烟机利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应。故A错误。 B、电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，故B错误。 C、电视机主要是把电能转化为声能和光能，故C错误。 D、电水壶是利用了电流的热效应，来给水加热的，故D正确。 知识点02 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 适用范围：无论是纯电阻元件还是非纯电阻元件，任何电阻不为零的用电器，都可以用焦耳定律计算它产生的电热。 重点：电热Q与电能W的关系 电热和电功是两个完全不同的概念，只有在纯电阻电路（如电热器）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。则有Q = W。 而在非纯电阻电路中，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。 【即学即练1】 某电热水壶标有“220V 1000W”字样，正常工作7min可将质量为1 kg的水从20℃加热至沸腾（标准大气压下），水吸收的热量为___J，消耗的电能为___J。此过程中电热水壶的效率为___%。（c水= 4.2×103J/（kg·℃）） 【答案】 ①. 3.36×105 ②. 4.2×105 ③. 80 【解析】[1]水吸收的热量为 Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1 kg×80℃=3.36×105J [2]消耗的电能为 W=Pt=1000W×420s=4.2×105J [3]此过程中电热水壶的效率为 【即学即练2】 如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是__________。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与__________有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红__________（选填“能”或“不能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。 【答案】 ①. 控制电流和通电时间相同 ②. 电阻 ③. 能 【解析】[1]由图可知，两电阻串联，目的是控制R1和R2中的电流相同，而且还可以控制通电时间相同。 [2]乙瓶中温度计的示数较高，可知在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；说明通电导体产生的热量与电阻的大小有关。 [3]由题意可知，小华和小明用相同的装置做实验，可知加热的电阻阻值相同；但小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，由欧姆定律可知，小华做实验时电路中的电流较大，此时小华这一组的煤油升温比小明的快，说明在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越大，即小红可以初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。 知识点03 电热的利用和防止 （1）电热的利用：主要利用电热来加热升温。电热器具有清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节的优点。 （2）电热的防止：只要用电器中的导体有电阻，电流通过时就会有热效应产生，而对于有些设备，这些电热会使用电器不能正常工作，并且使绝缘材料迅速老化，造成危害，需要减少电热的产生或者加快散热的速度。如电视机的散热窗、电脑里的风扇等，都是为防止由于电热使温度过高导致设备性能降低甚至损坏而采取的散热措施。 【即学即练1】 如图甲所示的电煮锅，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3 均为电热丝，R1=160Ω，R1>R2，电煮锅的部分参数如下表， 求： (1)在额定电压下使用中温档加热时电路中的电流；（ ） (2)电煮锅低温档功率；（ ） (3)若电煮锅在额定电压下使用高温档加热，用时1