第三节第三节 电热器电热器 电流的热效应电流的热效应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利用用电电流流做做功功将将电电能能转转化化为为内内能能的的装装置置。电流的热效应：电流的热效应：通电导体发热的现象通电导体发热的现象电炉接入电路中时，电炉和电线中电炉接入电路中时，电炉和电线中流过相同的电流，为什么电炉丝热流过相同的电流，为什么电炉丝热得发红，而导线几乎不发热。得发红，而导线几乎不发热。 问题1：提出问题：导体通电时产生热量的多少可能导体通电时产生热量的多少可能与哪些因素有关？与哪些因素有关？实验方法实验方法:n现象一：电炉丝通电能产生热。n猜想二：电炉丝产生的热量同通电时间有关。n猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。n现象二：电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。n事实：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。n猜想一：电炉丝产生的热量同电流有关控制变量法控制变量法想一想 议一议怎样进行实验探究？您认为需要解决的问题有哪些？想一想 议一议1、如何研究通电导体的电阻大小对产生热量的影响2、如何研究通电导体中电流大小对产生热量的影响3、如何研究导体的通电时间对产生热量的影响为完成探究，还需什么器材。(1)研究研究电热器器电阻的大小阻的大小对产生生热量的影响量的影响要研究要研究电阻阻对产生生热量多少的影响，量多少的影响，应该控制控制和和 不不变，则可以可以让两个阻两个阻值不同的不同的电阻阻（串（串联并并联）后接入）后接入电路。路。3.设计实验、验证假设设计实验、验证假设电流通电时间串联串联连接实物图，并画出电路图连接实物图，并画出电路图AR1R2(2)研究电流大小对产生热量的影响研究电流大小对产生热量的影响 要研究要研究电流流对产生生热量的影响，量的影响，应该使使电阻的阻阻的阻值(改改变/不不变)，而通，而通过该电阻的阻的电流大小流大小(改改变/不不变)。只要。只要调节电路中滑路中滑动变阻器的滑片，就可以改阻器的滑片，就可以改变电路中的路中的电流大小。流大小。不变不变改变改变(3)研究研究通电时间对产生热量的影响对产生热量的影响 要研究要研究电流流对产生生热量的影响量的影响,应该控制控制和和 不不变，改，改变 。 通电时间通电时间电阻电阻电流电流结结论论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的的条条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。件下，电阻越大，电流产生的热量越多。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的的条条件件下下，电流越大，电流产生的热量越多。电流越大，电流产生的热量越多。 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的的条条件件下下，通电时间越长，电流产生的热量越多。通电时间越长，电流产生的热量越多。实验结论2.2.焦耳定律焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验，于英国物理学家焦耳通过大量的实验，于18401840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。和通电时间的关系，即焦耳定律。 内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流内容：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，跟通电的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比的时间成正比 。1.1.公式：公式： ( (普遍适用普遍适用) )单位：单位：I I安安 R R欧欧 t t秒秒 Q Q焦焦二二. .电流产生热量的表达式电流产生热量的表达式 Q=I2Rt1.电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量 跟跟成正比，成正比， 跟跟成正比，成正比， 跟跟成正比。成正比。电流的平方电流的平方导体的电阻导体的电阻通电时间通电时间练练 习习【例题例题】某电热器电阻丝的电阻某电热器电阻丝的电阻为为55，接在，接在220V的电源上，的电源上，在在20min内共产生多少热量？内共产生多少热量？3.3.电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式 (1). Q=UIt(2). Q= 只适用于只有电阻只适用于只有电阻的电路的电路,(电能全部转电能全部转化为内能化为内能)的情况。的情况。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 200J4.4.电功和电热的关系电功和电热的关系（ W W 和和 Q Q 的关系）的关系） 在电热器电路在电热器电路 ( (只有电阻的电路只有电阻的电路) )中：（电能几乎中：（电能几乎全部转化为内能）全部转化为内能） W = Q （W= UIt） =（Q=I2Rt） 在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）电能转化为机械能） W Q （W= UIt） （Q=I2Rt） 【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的的电电压压为为380伏伏，线线圈圈的的电电阻阻为为2欧欧,线线圈圈中中的的电电流流为为10安安,若若这这台台电电动动机机正正常常工工作作1秒秒钟，钟， 求：求：1 ）消耗的电能）消耗的电能W。 2 ）产生的热量）产生的热量Q。 2. 两个电热器的电阻之比为两个电热器的电阻之比为4:3，通过相同的电流，在相等的时间通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比里产生的热量之比_；若两个；若两个电热器的电阻相同，通过的电流电热器的电阻相同，通过的电流强度为强度为13，在相等的时间里产，在相等的时间里产生的热量之比为生的热量之比为_。43193当当0.2A的电流通过一金属线时产生的电流通过一金属线时产生的热量为的热量为Q1，若使通过的电流增加到，若使通过的电流增加到0.4A时，在相同的时间内产生的热量时，在相同的时间内产生的热量为为Q2，那么，那么Q2是是Q1的（的（ ） A. 2倍倍 B. 4倍倍 C. 0.25倍倍 D. 0.5倍倍B