15.3电热器 电流的热效应 2023－2024学年苏科版九年级物理下册

第三节 电热器 电流的热效应 第15章 电功和电热 学习目标 知识点 电热器 知1－讲 1 1．电流的热效应 (1)定义：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应. (2)实质：电流通过导体发热的过程就是电流做功的过程，即电能转化为内能的过程. 深度理解： 超导体没有电阻，电流通过超导体时，不会产生热量，所以利用超导体不能制作电热器. 但利用超导体制作输电导线、电动机线圈等，可以避免因电流热效应而引起的电能损耗. 感悟新知 知1－讲 2．电热器 利用电流的热效应工作的装置称为电热器. 3． 电热器的主要结构：发热体. 发热体是由导电性差、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的. 感悟新知 知1－讲 4． 常见的电热器 电烙铁、电饭锅、电熨斗、电热毯等都是日常生活中常见的电热器，它们的共同特点是工作时将电能直接转化为内能，可以利用内能来加热、取暖、烘干等. 易错提醒： 微波炉工作时，是将电能转化为微波，运用微波加热食物的，而不是利用电流的热效应工作的. 感悟新知 知1－讲 5． 电热 电热是指电能转化成的内能. 对于不同的用电器，在消耗相同的电能的情况下，电能转化为内能的多少是不同的，电热器工作时，可以近似地认为电能全部转化为了内能. 感悟新知 知1－讲 例 1 [中考·镇江] 下列选项中，利用电流的热效应工作的家用电器是( ) A. 油烟机 B. 电热毯C. 洗衣机 D. 电风扇 B 感悟新知 知1－讲 解题秘方：判断某用电器是否是利用电流的热效应工作的设备，可以分析其能量的转化方向，如果通过该用电器获得的主要能量不是内能，而是机械能、光能等，它就不是利用电流热效应工作的设备. 深度理解： 电风扇、洗衣机、油烟机等用电器，它们工作的主要目的不是将电能转化为内能，所以消耗的电能中，只有很少的一部分转化为了内能，这种内能对人们无用，且往往会损害用电器. 感悟新知 知1－讲 解析：油烟机、洗衣机、电风扇在使用过程中都是主要将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的；电热毯在使用过程中将电能转化为内能，利用了电流的热效应来工作. 感悟新知 知2－讲 知识点 影响电流热效应的因素 2 1．提出问题 电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关？ 2．猜想与假设 可能与电阻大小、电流强度以及通电时间有关. 感悟新知 知2－讲 3． 设计实验 方法详解： ①转换法：通过烧瓶内煤油升高的温度来反映电流通过电阻丝产生热量的多少. ②控制变量法：通过实验分别探究电流通过电阻丝产生热量的多少与电阻、电流及通电时间的关系，在探究与其中一个的关系时，需要控制其他两个物理量相同. 同时在表述结论时，不能缺少必要的前提条件. 如“电阻丝阻值越大，电流产生的热量越多”，这种说法就是错误的. 感悟新知 知2－讲 在两个相同的烧瓶中装入质量和初温都相同的煤油，瓶中各放一根电阻丝和温度计(如图15-3-1 甲所示，R1 ＞ R2)，接入如图乙所示的电路中，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，观察温度计内液柱的升高情况，就可以比较电流产生热量的多少. 感悟新知 知2－讲 4．进行实验、分析论证 (1)将图甲所示的装置接入电路中，通电一段时间后，观测两个烧瓶中液体温度的变化. 实验现象：电阻丝R1 所在烧瓶中的温度计的示数上升得更多. 实验结论：电流和通电时间相同时，电阻丝阻值越大，电流产生的热量越多. 表述结论时，不能缺少不必要的前提条件. 感悟新知 知2－讲 (2)控制通电时间相同，调节滑动变阻器的滑片，从而改变通过电阻丝的电流，观测其中一段电阻丝(如R1)所在烧瓶中的液体温度的变化. 实验现象：随着滑动变阻器的阻值减小，通过电阻丝的电流增大，观测到电阻丝R1 所在烧瓶中的温度计的示数上升. 实验结论：电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多. 感悟新知 知2－讲 (3)加长通电的时间，观测其中一段电阻丝(如R1)所在烧瓶中的液体温度的变化. 5． 探究归纳 电流通过导体时产生的热量与导体本身的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关. 感悟新知 知2－讲 特别提醒： ①为了使实验现象比较明显，所选的两段电阻丝的阻值要有较大差别. ②实验时，烧瓶中的液体要选用煤油而不是水，因为煤油的比热容较小，吸收相同的热量后，相同质量的煤油和水相比，煤油的温度变化较大，实验现象更明显. ③为缩短实验时间，烧瓶中煤油的质量不能太大. 感悟新知 知2－讲 [中考·济宁] 电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热. 为探究其原因， 小明连接了如图15-3-2 所 示的实验电路，其中R1>R2. 例2 感悟新知 知2－讲 (1)实验中通过__________________ (填“温