电功和电热课件.ppt

(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？,(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？,问题：,今天我们专门来讨论上面这样一类关于电热的问题。,三、电热器 电流的热效应,电热器,如图159中所示的电热油汀、“热得快”、电暖器、电水壶和电炉等，都是利用电流做功将电能转化为内能的装置，这类装置统称为电热器。,电流通过电热器时会产生热量，这种通电导体发热的现象称为电流的热效应。,影响电流热效应的因素,饮水机,电暖气,电热油汀,“热得快”,电炉,电热毯,家庭中常见的电热器：,电流的热效应,1.电流通过导体时,导体发热的现象叫电流的热效应,2.能量转化：电能内能（电热）,3.利用电流的热效应工作的装置叫电热器,4.电热器的主要组成部分：,电阻（发热体）,电热器的结构共性,(1)电热器的主要组成部分是电阻丝做的发热体。,同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相同之处？,(2)发热体均是由 电阻率大 、 熔点高 的材料做成的。,你知道吗？,为什么电热器的材料要用电阻率大，熔点高的电阻丝做？,为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上？,活动,15.3探究影响电流热效应的因素,问题,电流通过电热器所产生热量的多少与哪些因素有关？,猜测,电热器只有在通电时才发热，它们产生的热量是否与电流的大小有关呢？,电炉是通过铜导线接入电路中的。通电时，电炉丝发热而铜导线却几乎不发热，它们产生的热量是否与电阻有关？,猜测,电流通过电热器产生的热量可能与许多因素有关电阻R、电流I、通电时间t,实验方法,控制变量法,可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与电阻R的关系，再研究它与电流I的关系，最后研究与通电时间t的关系。,设计实验,1.怎样比较通电导体产生热量的多少？如果将一段电阻丝浸没在一定质量的液体（如煤油）中（图1510），通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。导体产生的热量越多，液体吸热后温度的升高也越大。因此，我们就可以通过比较相等质量的同种液体温度的升高来比较电阻丝发热量的多少。,图1510,2.要研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响，,如何研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响？使什么因素不同？控制什么因素相同？如何设计？,可以选择两个不同阻值的电阻丝。实验时，需控制通过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。此外还应当控制它们的通电时间相等。,相等,串联,3.要研究导体中电流的大小对产生热量的影响，,如何研究导体中电流的大小对产生热量的影响？使什么因素不同？控制什么因素相同？如何设计？,应该使电阻丝的阻值_(改变不变),而使通过电阻丝的电流大小_(改变不变)。实验时，只要调节串联在电路中的滑动变阻器，就可以改变电路中电流的大小。,不变,改变,进行实验,1.按图1511所示的电路图连接实验电路，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(如R1)所在液体温度的变化。,3. 延长通电时间，观测液体温度的变化。,图1511,探究通电导体产生热量与电阻R的大小关系,实验发现：,实验结论：,在电流_(相同/不同)的情况下，电阻_(大/小)的那个电阻圈中的温度计示数上升快。这说明在电流、通电时间相同时，阻值_(大或小)的电阻产生的热量多。,相同,大,大,_中的温度计示数上升得快,乙,R1R2,探究通电导体产生热量与电流I的大小关系,实验发现：,实验结论：,在研究电流大小对产生热量多少的影响时，使电路中的电流变大，则温度计的 示数上升得_(快/慢) 。这说明在电阻、通电时间相同时，电流较_(大或小)时产生的热量多。,快,大,当电路的电流为小电流时温度计的示数上升得_(快/慢),慢,当电路的电流为大电流时温度计的示数上升得_(快/慢),快,探究电热器产生热量与通电时间t的关系,在电阻和电流的大小不变时，通电时间越长，煤油温度越高，产生的热量就越多。（理由：通电时间越长消耗的电能转化为内能越多，产生的热量越多。）,电流通过电阻丝时产生的热量与导体本身的_、通过导体的_以及_有关。导体的_越大、通过导体的_越大、通电的时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。（课本P15）,电阻,电流,通电时间,实验结论,电阻,电流,电炉,电功与与电热的关系（W与Q的关系）,WQWQ UIt,电流产生热量的表达式,公式：QI2Rt（普遍适用）单位：I安 R欧 t秒 Q焦,I2Rt,电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器（只有电阻的电路中）时，电能几乎全部转化为内能，电热器所产生的热量等于电流所做的功，即：,焦耳定律,英国物理学家焦耳通过大量的实验研究发现了上述规律，并于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间之间的规律，即焦耳定律。 内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比 ，这就是著名的焦耳定律内容。,1.QUIt,电流产生热量的其他表达式,2.,只适用于只有电阻的电路（电能全部转化为内能）的情况,根据欧姆定律：,3.QPt,在通常情况下，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，大部分电能转化为电动机的机械能，仅有少量的电能转化成内能。,WQ（WUIt）（QI2Rt）,【例题1】：某某电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？,解：QI2Rt,(1A)2 2 60s120J答：1分钟产生的热量是120J,【例题2】：某电热器正常工作时电阻丝的电阻为55，接入220V的电路中，在20min内产生了多少热量？,解：通过电热器电阻丝的电流强度为：,QI2Rt,(4A)2 55 2060s1.056106J,电热器在20min内产生的热量为：,答：电热器在20min内产生的热量是1.056106J,【例题3】：一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2欧，线圈中的电流为10A，若这台电动机正常工作1s钟。 求：(1)消耗的电能W；(2)产生的热量Q。,已知：电动机U380V I10A R2 t=1s求：(1)W (2)Q,(2)QI2Rt (10A)221s200J答：消耗的电能是3800J；产生的热量是200J。,解：(1)WUIt380V10A1s 3800J,思考:为什么电功和电热结果不一样,生活物理社会,计算机中的散热器,生活物理社会,问题思考:,1.为什么家用电器连续作用较长时间后，要停用一会儿？,2.为什么家用电器长期停止使用时，隔一段时期又要通电？,3.电热现象的应用和防止,应用举例：,防止举例：,用电器使用不当时，电热会产生哪些危害？,电线中电流过大时，,用电器是采取哪些措施防止电热的危害的？,（1）有的电动机里装有风扇；,（2）电视机、收音机机壳上有散热窗等；,(1)电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火；,(2)有些用电器，如不采取散热措施，会被烧坏。,3.电热现象的应用和防止,应用举例：,防止举例：,4.讨论：电功W和电热Q是什么关系？,电功W电热Q,说明：焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算由于电阻存在，电能转化为内能的那部分能量即电热。没有电阻，就不产生电热！,5.思考：电热器中的发热体用什么样的材料制成？,发热体材料特点：电阻率高、熔点高,你学到了什么？1.电热器：将电能转化为内能的装置2.发热体材料特点：电阻率高、熔点高3.电流通过导体时，导体发热的现象叫电流的热效应。电流热效应是普遍的。4.电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比。公式：QI2Rt5.对于电动机：WW机Q（PP机P热）6.对于纯电阻：QWUItI2RtU2t/RPt,纯电阻电路：就是将电能全部转化为内能的电路。如：电热器,电热器的比其他加热器有哪些优点？,同学们，思考后，讨论一下这个问题！,(1)清洁卫生；,(2)几乎没有环境污染；,(3)热效率高；,(4)可以方便地控制和调节温度。,本课小结,一、知道电流的热效应；知道一般电热器的发热原理；会对一些家庭电热器进行简单的计算。,电流热效应、电热器发热原理、,二、探究决定电热的因素、理解并正确运用焦耳定律,电热与什么因素有关、焦耳定律、公式、单位；,简单的家用电热器的计算。,焦耳定律的适用条件、电热的计算,作业：1.复习本课内容2.课时作业本,1980年巴黎日用电器展览会上，出现了一种被称为“烹饪之神”的炊具。这种炊具是利用微波的特性制作的。微波是一种高频率的电磁波，具有反射、穿透、吸收三种特性。这种炊具的心脏是瓷控管，所产生的每秒24亿5千万次的超高频率的微波，快速振动食物内的蛋白质、脂肪、糖类、水分子等。使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组合。简而言之，是靠食物本身内部的摩擦生热的原理来烹调的。,微波炉的工作原理,微波炉不是电热器。,微波炉是电热器吗？,