153电热器电流的热效应.doc

153 电热器 电流的热效应一、学习目标1. 认识常见的电热器，知道电热器工作原理和构成。2. 通过实验探究，学会运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。3. 知道焦耳定律内容、公式及适用范围。二、活动过程活动一：认识电热器1、察下列用电器，回答问题。热得快电炉电熨斗电热水壶电热毯电饭煲（1）这些用电器的共同点是：内部都有电热丝。他们都是利用电流做功，将 转化为的装置，这类装置统称为 。微波炉、电磁炉因为没有所以不属于电热器。（2）电流的热效应：通过导体时，导体的现象；（3）电热器的原理：电热器是利用工作的装置。活动二：影响电流热效应的因素1、提出问题：电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关？A.灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什么？ B.相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，这又是为什么？C.电熨斗通电的时间过长，会产生更多的热量，一不小心，就会烧坏衣料。2、做出猜想:根据上面的三个问题，可猜测电流通过电热器所产生热量的多少可能与导体的 、导体中、通电的有关。3、设计试验实验方法：问题1：如何比较通电导体产生热量的多少？转化法：将一段电阻丝浸没在一定质量的液体中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会，导体产生的热量越多，液体吸收后温度升高也越。因此，我们可以通过比较质量的液体温度的升高来比较电阻丝发热量的多少。问题2：如何研究通电导体的电阻、导体中的电流和通电时间对产生热量的影响？控制变量法：（1）研究与导体电阻大小的关系时，应选择两个阻值（相同/不同）的电阻丝。实验时，要控制两个电阻丝的电流大小（相等/不相等），为此，可以将它们（串联/并联）在电路中。此外，还需控制它们的相等。（2）研究与导体中电流大小的关系时，应使电阻丝的阻值（改变/不变）,使通过电阻丝的电流大小（改变/不变）。为改变电路中电流的大小，实验时，要在电路中串联一个。（3）研究与通电时间的关系时，应该使电阻丝的阻值和电路中的电流（改变/不变）,延长通电时间，观测液体温度的变化。 实验电路：根据电路图，用笔画线做导线，将右图的实物图连接起来。(R1为镍铬合金丝，R2为铜丝，且R1>R2)实验步骤：（1） 按图连接好电路，通电一定时间后切断电源，分别观测不同电阻丝所在液体温度的变化。（2） 保持通电时间相同，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观测其中一根电阻丝所在液体温度的变化情况。（3） 延长通电时间，继续观测液体温度的变化。实验现象及结论：现象1：左边温度计的液柱上升得快。结论1：在、相等时，导体 越大，产生的热量越多现象2：增大电流后，在相同时间内，温度计的液柱升高得多。结论2：在、相等时，导体中电流越，产生的热量越多现象3：延长时间后，温度计的液柱在不断地升高。结论3：在电流、电阻相等时， 越长，产生的热量越多3、焦耳定律焦耳定律：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成，跟导体的电阻成，跟通电的时间成 。公式表示：Q =I2R推导公式：（1）因为Q热 = W = UIt将I=U/R代入得, Q热 （2）因为Q热 = W = UIt将P=UI代入得，Q热电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器时，电能全部转化为内能，电热器所产生的热量等于电流做的功（即Q = W）。有些用电器，电流产生的热量Q仅是电流所做的功W中的一部分，例如，电流通过电动机做功时，大部分电能被转化为电动机的机械能，仅有少量电能转化为内能(即Q<W)，因此推导公式对非纯电阻不适用。三、巩固练习1、有一电动机，它正常工作时的电阻为5，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？2、一根60的电阻丝接在36V的电源上，在5min内产生多少热量？（用两种方法）