初中物理电热器电流的热效应省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页电热器：电热器：电热油汀电热油汀电电 炉炉电暖器电暖器电水壶电水壶电熨斗电熨斗电饭锅电饭锅热得快热得快利用利用电流热效应电流热效应工作装工作装置。置。电流热效应：电流热效应：当电流经当电流经过导体时会发烧，将过导体时会发烧，将电能电能直接转化为内能。直接转化为内能。电流经过导体时会发烧现象电流经过导体时会发烧现象第2页电炉接入电路中时，电炉和电线中电炉接入电路中时，电炉和电线中流过相同电流，为何电炉丝热得发流过相同电流，为何电炉丝热得发红，而导线几乎不发烧。红，而导线几乎不发烧。问题1：第3页提出问题：导体通电时产生热量多少可能与导体通电时产生热量多少可能与哪些原因相关？哪些原因相关？第4页试验方法试验方法:n现象一：电炉丝通电能产生热。n猜测二：电炉丝产生热量同通电时间相关。n猜测三：导体通电时产生热量多少与导体电阻大小相关。n现象二：电炉丝通电时间越长产生热量越多。n事实：电炉丝材料是镍铬合金丝，导线 材料是铜。n猜测一：电炉丝产生热量同电流相关控制变量法控制变量法第5页想一想 议一议1、怎样研究通电导体电阻大小对产生热量影响2、怎样研究通电导体中电流大小对产生热量影响3、怎样研究导体通电时间对产生热量影响怎样观察比较电热？为完成探究，还需什么器材？第6页观察电热方法：观察电热方法：方法一方法一电热丝发烧，点燃火柴电热丝发烧，点燃火柴 优点：优点：试验时间短，操作简便。试验时间短，操作简便。器材简单，轻易准备；器材简单，轻易准备；现象轻易受火柴、放置位现象轻易受火柴、放置位置、环境（置、环境（如空气流动如空气流动）等原因干扰；）等原因干扰；方法二方法二电热丝发烧使电热丝发烧使煤油煤油温升和膨胀温升和膨胀现象直观、准确；现象直观、准确；受环境干扰较少。受环境干扰较少。缺点：缺点：现象直观、显著；现象直观、显著；缺点：缺点：优点：优点：试验时间试验时间稍长稍长。器材复杂，准备较难；器材复杂，准备较难；现象较细微，远处不便看；现象较细微，远处不便看；第7页连接实物图，并画出电路图连接实物图，并画出电路图AR1R2第8页(1)研究电热器电阻大小对产生热量影响研究电热器电阻大小对产生热量影响要研究电阻对产生热量多少影响，要研究电阻对产生热量多少影响，应该控制应该控制和和 不变，不变，则能够让两个阻值不一样电阻则能够让两个阻值不一样电阻（串联并联）后接入电路。（串联并联）后接入电路。3.设计试验、验证假设设计试验、验证假设电 流通电时间串串 联联第9页(2)研究电流大小对产生热量影响研究电流大小对产生热量影响 要研究电流对产生热量影响，应该使电阻要研究电流对产生热量影响，应该使电阻阻值阻值 (改变改变/不变不变)，而经过该电阻电，而经过该电阻电流大小流大小 (改变改变/不变不变)。只要。只要调整电调整电路中滑动变阻器滑片，就能够改变电路中路中滑动变阻器滑片，就能够改变电路中电流大小。电流大小。不不 变变 改改 变变第10页(3)研究研究通电时间对产生热量影响对产生热量影响 要研究电流对产生热量影响要研究电流对产生热量影响,应该应该控制控制和和 不变，改不变，改 变变 。通电时间通电时间电电 阻阻电电 流流第11页结结论论1.在在通通电电电电流流和和通通电电时时间间相相同同条条件件下下，电阻越大，电流产生热量越多。电阻越大，电流产生热量越多。结结论论2.在在电电阻阻和和通通电电时时间间相相同同条条件件下下，电电流流越大，电流产生热量越多。越大，电流产生热量越多。结结论论3.在在通通电电电电流流和和电电阻阻相相同同条条件件下下，通通电电时间越长，电流产生热量越多。时间越长，电流产生热量越多。试验结论第12页2.2.焦耳定律焦耳定律 英国物理学家焦耳经过大量试验，于英国物理学家焦耳经过大量试验，于18401840年年准确地确定了电流产生热量跟电流、电阻和通准确地确定了电流产生热量跟电流、电阻和通电时间关系，即焦耳定律。电时间关系，即焦耳定律。内容：电流流过导体时产生热量，与电流平内容：电流流过导体时产生热量，与电流平方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成正比正比 。1.1.公式：公式：(普遍适用普遍适用)单位：单位：II安安 R R欧欧 t t秒秒 Q Q焦焦二二.电流产生热量表示式电流产生热量表示式 Q=I2Rt第13页【练习【练习1】当当0.2A电流经过一金属线时电流经过一金属线时产生热量为产生热量为Q1，若使经过电流增加到，若使经过电流增加到0.4A时，在相同时间内产生热量为时，在相同时间内产生热量为Q2，那么，那么Q2是是Q1（）A.2倍倍 B.4倍倍 C.0.25倍倍 D.0.5倍倍B第14页【练习【练习2】两个电热器电阻之比为两个电热器电阻之比为4:3，经过相同电流，在相等时间，经过相同电流，在相等时间里产生热量之比里产生热量之比_；若两个电；若两个电热器电阻相同，经过电流强度为热器电阻相同，经过电流强度为13，在相等时间里产生热量之比，在相等时间里产生热量之比为为_。4319第15页【例题例题1】某电热器电阻丝电阻某电热器电阻丝电阻为为55，接在，接在220V电源上，在电源上，在20min内共产生多少热量？内共产生多少热量？第16页三、电功和电热关系三、电功和电热关系 （W W 和和 Q Q 关系）关系）在电热器电路在电热器电路 (只有电阻电路只有电阻电路)中：（电能几乎全部中：（电能几乎全部转化为内能）转化为内能）W=Q W（=UIt）=Q（=I2Rt）在其它电路中：（如电流经过电动机做功时，大部分电在其它电路中：（如电流经过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）能转化为机械能）W Q W（=UIt）Q（=I2Rt）第17页说明：说明：焦耳定律是试验定律，焦耳定律适合用于计焦耳定律是试验定律，焦耳定律适合用于计算算因为因为电阻存在，电阻存在，电能转化为内能那部分能电能转化为内能那部分能量量即电热即电热。没有电阻，就不产生电热！没有电阻，就不产生电热！结论结论：电功电功W电热电热Q第18页3.3.电流产生热量其它表示式电流产生热量其它表示式 (1).Q=UIt(2).Q=只适合用于只有电只适合用于只有电阻电路阻电路,(电能全部电能全部转化为内能转化为内能)情况。情况。第19页四、电热器结构共性四、电热器结构共性电热器主要组成部分是电热器主要组成部分是电阻丝电阻丝做做发烧体发烧体。发烧体均是由发烧体均是由 电阻率大电阻率大 、熔点高熔点高 材料做材料做成。成。同学们，想一下，这么多电热器在结构上有同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相同之处？什么相同之处？你知道吗？你知道吗？为何电热器材料要用为何电热器材料要用电阻率大，熔点高电阻率大，熔点高电阻电阻丝做？丝做？为何电热器电阻丝绕要在绝缘材料上？为何电热器电阻丝绕要在绝缘材料上？第20页【例例题题2】：一一台台电电动动机机正正常常工工作作时时线线圈圈两两端端电电压压为为380伏伏，线线圈圈电电阻阻为为2欧欧,线线圈圈中中电电流流为为10安安,若若这这台台电电动动机机正正常常工工作作1秒钟，秒钟，求：求：1）消耗电能）消耗电能W。2）产生热量）产生热量Q。第21页解：解：1）WUIt 380101J 3800J已知：电动机已知：电动机 U=380V I=10A R=2 t=1s求：求：（1）W （2）Q 2）QI2Rt 10 10 2 1J 200J第22页五、五、电热现象应用和预防电热现象应用和预防应用举例：应用举例：预防举例：预防举例：用电器使用不当初，电热会产生哪些危害？电线中电流过大时，电线中电流过大时，电热会使绝缘材料快速老化，甚至燃烧起火；电热会使绝缘材料快速老化，甚至燃烧起火；有些用电器，如不采取散热办法，会被烧坏。有些用电器，如不采取散热办法，会被烧坏。用电器是采取哪些办法预防电热危害？用电器是采取哪些办法预防电热危害？有电动机里装有风扇；有电动机里装有风扇；电视机、收音机机壳上有散热窗等；电视机、收音机机壳上有散热窗等；第23页19801980年巴黎日用电器展览会上，出现了一个被年巴黎日用电器展览会上，出现了一个被称为称为“烹饪之神烹饪之神”炊具。这种炊具是利用微波炊具。这种炊具是利用微波特征制作。微波是一个高频率电磁波，含有反特征制作。微波是一个高频率电磁波，含有反射、穿透、吸收三种特征。这种炊具心脏是瓷射、穿透、吸收三种特征。这种炊具心脏是瓷控管，所产生每秒控管，所产生每秒2424亿亿5 5千万次超高频率微波，千万次超高频率微波，快速振动食物内蛋白质、脂肪、糖类、水分子快速振动食物内蛋白质、脂肪、糖类、水分子等。使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组等。使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组合。简而言之，是靠食物本身内部摩擦生热原合。简而言之，是靠食物本身内部摩擦生热原理来烹调。理来烹调。微波炉工作原理微波炉工作原理微波炉不是电热器。微波炉不是电热器。微波炉是电热器吗？微波炉是电热器吗？第24页本本 课课 小小 结结一、知道电流热效应；知道普通电热器发烧原理；会对一、知道电流热效应；知道普通电热器发烧原理；会对一些家庭电热器进行简单计算。一些家庭电热器进行简单计算。电流热效应、电热器发烧原理、电流热效应、电热器发烧原理、二、探究决定电热原因、了解并正确利用焦耳定律二、探究决定电热原因、了解并正确利用焦耳定律电热与什么原因相关、焦耳定律、公式、单位；电热与什么原因相关、焦耳定律、公式、单位；简单家用电热器计算。简单家用电热器计算。焦耳定律适用条件、电热计算焦耳定律适用条件、电热计算作业作业:1.复习本课内容复习本课内容2.课时作业本课时作业本第25页第26页