【最新】九年級物理下冊 15.3電熱器 電流熱效應 蘇科版

1、一、電熱器一、電熱器化學效應化學效應熱效應熱效應磁效應磁效應電流通過電流通過任何任何一個導體，導體都要一個導體，導體都要發(fā)熱發(fā)熱，把，把電能電能轉化轉化為為內能內能，這種現(xiàn)象叫電流的，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應熱效應。將生活中的各種用電器合理分類。將生活中的各種用電器合理分類。【活動活動】利用電流的利用電流的熱效應熱效應來工作的用電器。來工作的用電器?！倦姛崞麟姛崞鳌扛鞣N電熱器在結構上有什么相同之處？各種電熱器在結構上有什么相同之處？一、電熱器一、電熱器【活動活動】【思考思考】列舉一些生活中常用的電熱器。列舉一些生活中常用的電熱器。發(fā)熱體：發(fā)熱體：安全保護安全保護電阻率大、熔點高電阻率大、熔點高電

2、能電能內能內能微波爐是電熱器嗎？微波爐是電熱器嗎？一、電熱器一、電熱器【結構特點結構特點】特點：特點：作用：作用：絕緣體：絕緣體：【閱讀辨析閱讀辨析】1980年巴黎出現(xiàn)了一種被稱為年巴黎出現(xiàn)了一種被稱為“烹飪烹飪之神之神”的炊具微波爐，其心臟是瓷控的炊具微波爐，其心臟是瓷控管，能產生的每秒管，能產生的每秒24億億5千萬次的超千萬次的超高頻率的微波，快速振動食物內的蛋高頻率的微波，快速振動食物內的蛋白質、脂肪、水分子等。使分子之間白質、脂肪、水分子等。使分子之間相互碰撞、擠壓、重新排列組合。簡相互碰撞、擠壓、重新排列組合。簡而言之，是靠食物本身內部的摩擦生熱的原理來烹調的。而言之，是靠食物本身內

3、部的摩擦生熱的原理來烹調的。不是不是三、電熱三、電熱電流通過用電器產生的熱量，用電流通過用電器產生的熱量，用Q表示。表示。 電能轉化為內能的多少。電能轉化為內能的多少。焦（焦（J）如何讓電熱器產生更多電熱？如何讓電熱器產生更多電熱？ B B、同一電熱器，通電時間越長，發(fā)熱越多。、同一電熱器，通電時間越長，發(fā)熱越多。C C、電熱絲熱的發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱。、電熱絲熱的發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱。A A、電熱器通電發(fā)熱，不通電不發(fā)熱。、電熱器通電發(fā)熱，不通電不發(fā)熱。【定義定義】【實質實質】【單位單位】【思考思考】【活動活動】 結合生活經驗，猜想電熱的影響因素。結合生活經驗，猜想電熱的影響因素。

4、可能與可能與電流電流有關，有關，I 越大，越大，Q越大越大可能與可能與時間時間有關，有關，t 越大，越大，Q越大越大可能與可能與電阻電阻有關，有關，R越大，越大，Q越大越大Q與與I、R、t之間存在何種定量關系呢？之間存在何種定量關系呢？（控制變量法）（控制變量法）2.2.如何反映電熱的大小？如何反映電熱的大??？（轉化法）（轉化法）A. .保持保持I、t一定，探究一定，探究Q與與R的關系的關系B. .保持保持R、t一定，探究一定，探究Q與與I的關系的關系1.1.實驗需采用哪種研究方法？實驗需采用哪種研究方法？4.4.如何控制和測量相關參量，進行實驗？如何控制和測量相關參量，進行實驗？（物體受熱升

5、溫）（物體受熱升溫）四、探究電熱的影響因素四、探究電熱的影響因素（物體受熱膨脹）（物體受熱膨脹）3.3.實驗中需要哪些實驗器材？實驗中需要哪些實驗器材？在通電時間越長，電阻越大，電流越大在通電時間越長，電阻越大，電流越大的情況下，電熱器產生的電熱越多。的情況下，電熱器產生的電熱越多。保持保持I、t一定，探究一定，探究Q與與R的關系的關系電阻的大小和液柱上升的高度電阻的大小和液柱上升的高度四、探究電熱的影響因素四、探究電熱的影響因素【課題課題1 1】【對比對比】通過電熱絲的通過電熱絲的 相同時，電相同時，電熱絲的電組越熱絲的電組越，電熱就越，電熱就越?！窘Y論結論1 1】多多大大電流和通電時間電流

6、和通電時間保持保持R、t一定，探究一定，探究Q與與I的關系的關系四、探究電熱的影響因素四、探究電熱的影響因素【課題課題2 2】電流表的示數和液柱上升的高度電流表的示數和液柱上升的高度【對比對比】【結論結論2 2】電熱絲的電熱絲的 相同時，通過電相同時，通過電熱絲的電流越熱絲的電流越，電熱就越，電熱就越。多多大大電阻和通電時間電阻和通電時間五、焦耳定律五、焦耳定律18401840年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內，測量不同電流和年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內，測量不同電流和電阻時的水溫。通過實驗他發(fā)現(xiàn)：電阻時的水溫。通過實驗他發(fā)現(xiàn)：導體在一定時間內放出的熱導體在一定時間內放出的熱量與導體的電

7、阻及電流強度的平方之積成正比量與導體的電阻及電流強度的平方之積成正比。四年之后，俄。四年之后，俄國物理學家楞次進一步驗證了焦耳關于電流熱效應之結論的正國物理學家楞次進一步驗證了焦耳關于電流熱效應之結論的正確性。因此該定律稱為焦耳定律。焦耳活到了七十一歲。確性。因此該定律稱為焦耳定律。焦耳活到了七十一歲。18891889年年1010月月1111日焦耳在索福特逝世。他一生日焦耳在索福特逝世。他一生用近四十年的時間探索用近四十年的時間探索“功和熱量功和熱量”之間關系之間關系”，不畏艱難，嘔心瀝血。，不畏艱難，嘔心瀝血。他的事跡非他的事跡非常感人，后人為了紀念焦耳，把功和能的單位定為焦耳。常感人，后人

8、為了紀念焦耳，把功和能的單位定為焦耳。焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英國曼徹日生于英國曼徹斯特。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，斯特。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教育。青年時期，焦耳認沒有受過正規(guī)的教育。青年時期，焦耳認識了著名的化學家道爾頓。道爾頓給予了識了著名的化學家道爾頓。道爾頓給予了焦耳熱情的教導。焦耳向他虛心的學習了焦耳熱情的教導。焦耳向他虛心的學習了數學、哲學和化學。數學、哲學和化學。電流通過導體所產生的熱量與電流的平方成電流通過導體所產生的熱量與電流的平方成正比，與這段導體的電阻成正比，與通電時正比，與這段導體的電阻成正比，與通電時間成正

9、比。間成正比。揭示了電熱的計算方法。揭示了電熱的計算方法。Q=I2Rt焦（焦（J) )1J=1A2sA. .實驗定律實驗定律普遍適用普遍適用于各種電路電熱計算。于各種電路電熱計算。B. .注意注意Q與與R、I、t的的“同體、同時性同體、同時性”關系。關系。C. .落實落實Q與與R、I、t的單位的單位“統(tǒng)一性統(tǒng)一性”原則。原則?！緝热輧热荨俊疽饬x意義】【公式公式】【單位單位】【說明說明】五、焦耳定律五、焦耳定律【拓展拓展】結合歐姆定律：結合歐姆定律： Q = U I tQ = U2 t/RD. .推導公式只適用于推導公式只適用于純電阻電路純電阻電路電熱的計算。電熱的計算。W=UIt 求得的是總消

10、耗的電求得的是總消耗的電 能；能； Q=I2Rt 公式求得的是在總電能中部分轉化為公式求得的是在總電能中部分轉化為 內能的能量。內能的能量。電功與與電熱的關系（電功與與電熱的關系（W與與Q的關系）的關系） 用電器用電器電能電能機械能機械能內能內能其他能其他能W=UItQ=I2Rt在純電阻電路在純電阻電路(電熱器電路電熱器電路)中：中：即：即：W QW=UIt=U2t/R=I2RtQ=I2Rt=U2t/R=UItW = Q【辨析辨析】五、焦耳定律五、焦耳定律例、一只例、一只“220V220V，800W800W”的電飯鍋，接在照明電路中，的電飯鍋，接在照明電路中， 求：求：電飯鍋正常工作時的電流。

11、電飯鍋正常工作時的電流。 電飯鍋工作時的電阻。電飯鍋工作時的電阻。 該電飯鍋工作該電飯鍋工作1h1h消耗的電能是多少？消耗的電能是多少？ 它它lhlh放出的熱量是多少？放出的熱量是多少？例、一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為例、一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380V380V， 線圈的電阻為線圈的電阻為2 2,線圈中的電流為線圈中的電流為10A,10A,若這臺電若這臺電 動機正常工作動機正常工作1 1秒鐘。秒鐘。 求：求： 消耗的電能消耗的電能W。 產生的熱量產生的熱量Q。 該電動機的效率。該電動機的效率。 【總結總結】六、電熱的危害六、電熱的危害電熱失火電熱失火元件損壞元件損壞降低功效

12、降低功效再列舉一些電熱的危害實例。再列舉一些電熱的危害實例。 【危害危害】 公安部消防局發(fā)布公安部消防局發(fā)布20072007年火災統(tǒng)計數據。全年火災統(tǒng)計數據。全年共發(fā)生火災年共發(fā)生火災15.915.9萬起，死亡萬起，死亡14181418人，直接財產損失人，直接財產損失9.99.9億元，其中電路失火引發(fā)的火災占總數一半以上。億元，其中電路失火引發(fā)的火災占總數一半以上。 七、常見電熱器的研究七、常見電熱器的研究【電飯鍋電飯鍋】例、例、CFXB型型“220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單

13、刀雙擲開關S進進行調節(jié)，行調節(jié)，R0為電熱絲當開關為電熱絲當開關S接高溫燒煮擋時，電路的接高溫燒煮擋時，電路的功率為功率為1100W，當開關，當開關S接燜飯、保溫擋時，電路的總功接燜飯、保溫擋時，電路的總功率為率為22W電飯煲在高溫燒煮擋時，開關電飯煲在高溫燒煮擋時，開關S應與哪個觸應與哪個觸點連接？電熱絲點連接？電熱絲R0的阻值多大？當電飯煲在正常燜的阻值多大？當電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫10min，電，電熱絲熱絲R0產生的熱量為多少？產生的熱量為多少？【電熱毯電熱毯】例、有一電熱毯，說明書上標明所例、有一電熱毯，說明書上標明所

14、用的電壓為用的電壓為220V，電熱毯電阻由，電熱毯電阻由R1和和R2組成，組成，R1=605，如圖所示，如圖所示，利用開關利用開關S的通斷可以使電熱毯的的通斷可以使電熱毯的發(fā)熱功率（指電路的總功率）分為發(fā)熱功率（指電路的總功率）分為兩檔，兩檔，檔為功率最大，檔為功率最大，檔功率檔功率為為檔功率的檔功率的1/4，試問：開關處，試問：開關處于什么狀態(tài)時，電熱毯的功率最大？于什么狀態(tài)時，電熱毯的功率最大？最大功率為多少最大功率為多少W？電阻？電阻R2應為應為多大？改變多大？改變R1和和R2的電阻值，請的電阻值，請另處設計一個不同的電路實現(xiàn)上面另處設計一個不同的電路實現(xiàn)上面的功能。要求：畫出電路圖；并

15、求的功能。要求：畫出電路圖；并求出出R1和和R2的電阻值。的電阻值。 七、常見電熱器的研究七、常見電熱器的研究例、小明家買了一臺電暖器，有例、小明家買了一臺電暖器，有低、中、高三個檔位的發(fā)熱功率。低、中、高三個檔位的發(fā)熱功率。左圖是其內部簡化電路圖，開關左圖是其內部簡化電路圖，開關S1可分別與觸點可分別與觸點a、b接觸。接觸。 已知已知R1=48.4，R2=96.8，電源電壓，電源電壓保持不變。請分析和解答以下問保持不變。請分析和解答以下問題：題：當開關當開關S1置于置于b端、端、S2斷開斷開時，電暖器處于什么檔位時，電暖器處于什么檔位?簡述理簡述理由。由。電暖器在中檔位工作時，電暖器在中檔位

16、工作時，消耗的電功率是多少消耗的電功率是多少?電暖器在電暖器在高檔位工作時，加熱高檔位工作時，加熱6min，消耗，消耗的電能為多少的電能為多少? 【電暖器電暖器】七、常見電熱器的研究七、常見電熱器的研究【電水壺電水壺】例、下例、下圖是一種電水壺的電路原理示意圖，圖是一種電水壺的電路原理示意圖，E1、E2是兩是兩個指示燈，個指示燈，1、4和和2、3是兩個觸點開關，觸點開關由手是兩個觸點開關，觸點開關由手動絕緣桿控制閉合，電熱絲動絕緣桿控制閉合，電熱絲R的阻值為的阻值為88，R1的阻值的阻值為為2112 ，R2的阻值為的阻值為352。指示燈。指示燈E1、E2的電阻很的電阻很小，計算中可忽略不計。（

17、設家庭電路電壓小，計算中可忽略不計。（設家庭電路電壓220V恒定不恒定不變，電熱絲變，電熱絲R及電阻及電阻R1、R2的阻值不隨溫度變化）的阻值不隨溫度變化）七、常見電熱器的研究七、常見電熱器的研究請根據上面的敘述解答問題：請根據上面的敘述解答問題：將插頭插入家庭電路中的插將插頭插入家庭電路中的插座，不按動絕緣杠桿，哪個指座，不按動絕緣杠桿，哪個指示燈亮？示燈亮？分別計算電暖水瓶分別計算電暖水瓶在加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)時電熱在加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)時電熱絲絲R的功率。的功率?！倦娝畨仉娝畨亍科摺⒊Ｒ婋姛崞鞯难芯科?、常見電熱器的研究例、如圖是例、如圖是SD-600全自動豆?jié){機的銘牌全自動豆?jié){機的銘牌額定電

18、壓額定電壓 220V 220V電機功率電機功率 260W 260W額定頻率額定頻率 50Hz 50Hz干豆容量干豆容量 60 605g5g電熱功率電熱功率 600W 600W外形尺寸外形尺寸 215215190190347347制漿過程：先將制漿過程：先將90g泡好的黃豆裝入濾杯內，再往制漿杯內泡好的黃豆裝入濾杯內，再往制漿杯內加入加入1000mL的水第的水第1步步 加熱：接通電源，加熱管開始加加熱：接通電源，加熱管開始加熱，加熱熱，加熱6min杯內水溫升至杯內水溫升至80； 第第2步步 打漿：加熱停止，打漿：加熱停止，電機開始打漿，按工作電機開始打漿，按工作l0s停停8s方式循環(huán)，經方式循環(huán)，經1.2min停止；第停止；第3步再加熱：打漿結束后，加熱管繼續(xù)加熱，加熱步再加熱：打漿結束后，加熱管繼續(xù)加熱，加熱3min豆?jié){豆?jié){由由80升溫至升溫至100。根據以上信息計算：在。根據以上信息計算：在“第三步再加第三步再加熱熱”的過程中，豆?jié){吸收的熱量的過程中，豆?jié){吸收的熱量(設豆?jié){與水的比熱容相等設豆?jié){與水的比