第十五章 电功和电热
三、电热器 电流的热效应
同学们,有没有注意过,我们在使用电热毯时,电热毯热
了,而连接电热毯的导线却不怎么热,你想知道这是为什
么吗?
生活现象
观察思考
以上用电器有什么共同点?
①通电时,用电器都能发热;
②工作时,电能转化为内能。
1.电流的热效应:电流通过导体时,导体发热的现象。
2.能量转化:电能→内能。
3.电热器:利用电流的热效应工作的装置。
4.电热器主要电阻率较大、熔点较高的电阻丝组成。
基本概念
1.问题:电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关
?
2.猜想:
生活现象①:
电炉丝和铜导线串联。为什么电炉丝热的发红,而导线
却几乎不发热?
实验探究
生活现象②: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?
【猜想结果】:电流通过电热器所产生的热量和
、
以及 有关。
3.实验方法: 。
实验探究
电流
电阻 通电时间
控制变量法
4.设计实验:
①探究电热多少与电阻的关系:
应保持 、 不变,采用阻值 的两个电阻
(电热丝) 联在电路中。
实验探究
电流 通电时间 不同
串
【实验电路图】:
如何比较电阻丝产生热量的多少?
实验探究
让电阻丝R1和R2分别加热等质量的煤油,然后比
较煤油升高温度的高低。
R1 R2
6.分析与结论:
①现象:R1<R2,装有电阻丝 的锥形瓶中的煤油的温
度升得更高。
②结论:在 和 一定时,导体的 越大,
导体产生的热量越多。
实验探究
电流 通电时间 电阻
R2
设计实验:
①探究电热多少与电流的关系:应保持 、
不变,改变 。
思考:能不能采用两个电阻并联的方法?
实验探究
电阻
通电时间 电流
5.分析与结论:
①现象:R甲<R乙,装有电阻丝 的锥形瓶中
的煤油的温度升得更高。
②结论:在 和 一定时,
导体的 越大,导体产生的热量越多。
实验探究
R乙
电阻 通电时间
电流
6.实验结论:
电流通电阻丝时产生的热量与导体本身的 、通
过导体的 以及通电时间有关。
实验探究
电阻
电流
电流通过导体时产生的热量,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: Q=I2Rt
焦耳定律
电热与电功的比较
1.当电能全部都转化为内能时
电热 =电功
电热器:如电熨斗
消耗电能→产生内能
Q=W =I2Rt=UIt=Pt
2.当电能一部分转化为内能时:
电热与电功的比较
电如动机:
消耗电能→产生机械能和内能
电热 < 电功 Q电热有利的一面:
电热有害的一面:
取暖、加热食物等;
轻则用电器烧坏;重则引发火灾。
加快散热(散热孔、散热片、散热风扇等)
减小电热产生的危害:
电热油汀 电热蚊香 电水壶
电熨斗 电暖器 电炉
电热的作用:有利的一面
电热的作用:有害的一面
加快散热的方法三:散热风扇
加快散热的方法二:散热孔
加快散热的方法一:散热片
1.下列家用电器中,利用电流的热效应工作的是
( )
A.电饭锅 B.电风扇
C.电视机 D.洗衣机
检测反馈
A
2.电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得
发红,而导线却几乎不发热,是因为电炉丝
的 比导线大得多,根据焦耳定律可知,
在 和 相同时,电炉丝产生了
更多的热量.
电阻
通电时间电流
3.日光灯、电风扇和电热毯均标有“220V 40W”字样,
它们正常工作相同的时间。发热最多的用电器
是 ( )
A.电灯 B.电风扇
C.电热毯 D.一样多
C
电功最多的用电器是 ( )D
4.我国科研人员研发了百米级第二代高温超导带材,使中
国跻身该技术领域国际先进行列.假如所有导体都成了常
温下的超导体,那么当用电器通电时,下列说法正确的是
( )
A.白炽灯仍然能发光
B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭
D.电熨斗仍然能熨烫衣服
B
5.现有一电阻值为44Ω的电热壶,它工作
时通过的电流为5A,10 s可产生的热量
是____J。11000