3.6 电能 第4课时 常用电热器 课件---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

第6节 电能 第4课时 常用电热器 1. 知道常用的电热器，知道电热器是利用电流热效应工作的 。 2.理解电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，理解焦耳定律。 3.初步学会用焦耳定律进行简单的计算。 学习目标 一、电流的热效应 以上用电器有何共同特点？ 热从哪里来呢？ 平时不用来加热的用电器通电时会不会发热？ 电脑、电视机、手机等通电时也会产生热量。 都是电热器 电流做功产生热量 电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。 电热器的主要元件是发热体，其特点是电阻率大、熔点高。 结构： 实质(能量转化): 电能转化为内能 电流的热效应： 电热器都是利用电流的热效应工作的。 优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度。 电流的热效应有何利弊？ 缺点：①长期的电流热效应会加速家用电器导线外的绝缘层老化，甚至会使绝缘层烧毁而引发火灾； ②电流热效应会影响家用电器的使用性能和寿命。 防止措施：加装散热系统（如散热扇），或为了更好地散热而特别设计某些结构（如散热孔） 二、影响电热的因素 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？ 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 实验设计： 利用控制变量法，比较不同条件下导体产生热的多少。 怎样体现导体产生热的多少？ 利用转换法，通过封闭液体的温度变化反映导体产生热量的多少，或通过电阻丝产生的热量使玻璃管内液体上升的高度（液体的热胀冷缩）进行比较。 ①控制电流和通电时间相同，研究电热与电阻的关系。 ②控制电阻和通电时间相同，研究电热与电流的关系。 ③控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系。 控制变量法 实验器材： 电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、秒表、烧瓶、插有玻璃管的瓶塞、阻值不同的电阻丝等。 实验电路： 相同的烧瓶中盛有质量和初温都相同的煤油，使用相同的玻璃管且使实验前玻璃管内液面相平。 注意事项： 进行实验： ①控制电流和通电时间相同，研究电热与电阻的关系 将两根电阻丝串联，通电一段时间后，观察两玻璃管中煤油上升的高度，并做标记。 ②控制电阻和通电时间相同，研究电热与电流的关系 当两根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，使电流增大，在与①相同的时间内，观察同一玻璃管中煤油上升的高度，并做标记。 保持步骤②中电流大小不变，延长通电时间，观察同一玻璃管中煤油上升的高度，并做标记。 ③控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系 ④比较玻璃管中煤油上升高度的变化，得出结论。 导体产生的热量的多少与电阻、电流大小和通电时间有关。 电阻越大，电流越大，通电时间越长，导体产生的电热越多。 实验结论： 三、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。 这个规律叫做焦耳定律，它是由英国科学家焦耳最先发现的。 1.焦耳定律的内容 焦耳 Q=I2Rt 单位：Q—焦，I—安，R—欧，t—秒 2.焦耳定律的公式 1 J=1 A2•Ω•s。 电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种用电器可以认为将电能全部转化成了内能？ 电吹风机：将电能转化成机械能和内能， Q＜W； 电熨斗：将电能转换为内能，Q=W。 思考 （1）对于纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能，所以 Q=W。电炉、电烙铁、电饭锅等都是纯电阻用电器。计算纯电阻用电器产生的电热，可以通过计算这些用电器所消耗的电能（电功）来代替， 。 3.电功与电热的关系 （2）对于非纯电阻用电器，消耗的电能只有一部分转化为内能，所以 Q ＜W 。如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能，仅有少量电能转化为内能，计算电热必须使用焦耳定律公式 Q =I2Rt ；计算电功必须使用公式 W =Pt=UIt ；转化的机械能 E=W -Q。 4.焦耳定律的应用 例 1：一根阻值为60欧的电阻丝接在电压为36伏的电源两端，在5分钟内共产生多少热量? Q = I2Rt =(0.6安)2×60欧×5×60秒 =6480焦 解: 电路中的电流： I =　 =　　　= 0.6安 U R 36 伏 60 欧 该电阻丝在5分钟内产生的热量： (1)在加热状态下，电饭锅正常工作30分钟产生多少热量？ (2)在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？ 例 2：下图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关S接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；当自动开关S断开时，电饭锅处于保温状态。图中R2是加热用的电热丝，阻值为55欧；R1是电阻，阻值为145欧。试求: 解：（1）在加热状态下， 开关S接通，电路中只接入了电热丝R2， 通过