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三、电热器 电流的热效应
【学习目标】
1.知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置,一般都是由电阻构成的.
2.通过探究,知道电流产生热量的多少与导体本身的电阻,通过它的电流以及通电时间有关.
3.知道焦耳定律的表述,适用范围和计算公式,会用焦耳定律进行生活中有关电热的计算；理解电功和电热的关系。
【课前准备】
1．回忆我们是如何探究影响电流做功因素的？根据什么现象来判断电流做功的大小？
2．电功的公式W= ，推导式有 、 。
〖自主学习〗：
（一）电热器：
1．电热器是利用　　　　做功将　　　能转化为　　　　能的装置。如：　　 　　、　　　 　　、　　　 　　、　　 　　和　　　 　等是电热器。
2．电流的热效应：通电导体会　　 　　的现象称为电流的热效应。
3．电热器的原理是利用　　　　　　　效应。
（二）．影响电流热效应的因素
〖猜想〗：你认为电流通过电热器产生的热量与　　　　、　　　　和　　　　有关。
〖设计实验〗：所用的研究方法是　　　　　法。
1．怎样比较通电导体产生热量的多少？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。判断方法是　　　　法。
2．要研究导体产生热量的多少与电阻的关系，应选两个　 　（“相同”或“不同”）阻值的电阻丝。实验时，控制通过两电阻丝的电流大小 （“相等”或“不等”），因此两导体 　 __联，还应控制　　　　相等。
3.要研究导体产生热量的多少与电流的关系，应该使电阻丝的电阻值 （改变/不变），而使通过电阻丝的电流　　　 　（改变/不变）。实验时通过调节　　　　　可改变电路中的电流大小。
〖进行实验〗：
设计电路图：要求A图研究通电导体产生热量的多少与电阻关系；B图研究通电导体产生热量的多少与电流关系：
　　　　　　A　　　　　　　　　　　　　　　　　B
〖实验结论〗：电流通过电阻丝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　　 　　越长，电流通过导体产生的热量越多。
（三）焦耳定律：
1．焦耳定律内容：电流通过导体时产生的热量与　　　　成正比，与导体的　　　　成正比，与　　　　成正比。
2．公式：Q＝　　　　　　　；Q的基本单位是：　　　　
例1：某电热器正常工作时电阻丝的电阻为55Ω，接入220V的电路中。在20min内共产生了多少热量？（你能用几种方法解此题？）
例2：一台直流电动机，线圈电阻为1Ω接在15V的电源的上，通过的电流是2A，求：通电5分钟，电流产生的热量是多少？
小结：由此可知，在通常情况下，电流产生的热量Q 电流所做的功W。只有在 中，电流产生的热量Q才等于电流所做的功W。
问题1：理解电热器的原理
例3：下列家用电器中，不属于电热器的是 （　　）
A.电炉 B.电熨斗　 C.电剃刀 D.恒温箱
练一练：当温度降到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫超导体。当电流通过超导体时不发热，故超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体，你准备将它用来制作（　　）
A．家用保险丝 B．白炽灯泡的灯丝 C．电炉的电热丝 D．输电导线
问题2：理解焦耳定律的实验
例4： 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系，王军设计了如图19所示的甲、乙两装置。他将两段阻值不同的电阻丝（R1(l)甲装置可探究电流产生的热量与_______是否有关。
(2)在这个实验中，电流产生热量的
多少是通过_______________体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的
量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一列______________________________________________________________________.
(3)在装置甲、乙的两次实验中，比较相同时间里气球A与C体积变化情况可探究电流产生的热量与____________________有关。
(4)若甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，A、B、C、D四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是__________________________.
(5)教材上的该实验装置如图20所示（烧瓶与图l9中的相同）。
比较图19和图20所示的两个实验，你认为较好的是图________装置，理由是：_________________________.
问题3：利用焦耳定律进行简单计算
例5：为了使电阻丝在相同的时间内放出的热量增加到原来的2倍，应采取的措施是 ( )
　A.使电阻丝两端的电压增加1倍. B.使电阻丝的电阻增加到原来的2倍.
　C.使电阻丝两端的电压减半. D.使电阻丝的电阻减半.
例6：一只“220V，800W”的电饭锅，接在家庭电路中，求：
(1)电饭锅正常工作时的电流.
(2)电饭锅工作时的电阻.
(3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？
(4)它工作lh放出的热量是多少？
问题4：生活中有关电热的计算
例7：如图甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热能均能被水吸收，保温状态水温保持在80℃以上。回答下列问题：
(l)保温状态下，开关S0、S分别处于什么状态？
(2)求电阻R0和R的阻值。
【当堂评价】
1．一根阻值为50Ω的电阻丝，通电100s，通过的电流为0.1A，则电流通过电阻丝产生的热量为 J。一个电阻通过0．2 A的电流时，5 min内电阻上产生了600 J的热量，则这个电阻的阻值为 Ω．
2．下列各种电器中，利用电流热效应工作的是( )
A．电动机 B.电冰箱 C.电饭锅 D.电风扇
3．如图两个发热电阻RlA．甲先掉下 B．乙先掉下 c．一起掉下 D．都不会掉下
4．
5．在探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的实验中，小林猜测（ ）
A.电流通过导体时产生的热量与导体的电阻大小有关；
B.电流通过导体时产生的热量与通电时间的长短有关；
C.电流通过导体时产生的热量与电流的大小有关；
所以他选择了如图9所示器材。
(1)要验证猜想A，请用笔画线代替导线，完成电路连接；
(2)连好电路，闭合开关，通过观察 来判断电流通过导体时产生的热量的多少；
(3)利用前面连接的电路 （选填“能”或“不能”）验证猜想B；要验证猜想C，应该进行的操作是
(4)实验中采用的研究方法是 。
6．下列各用电器均标有“220V 60W”字样，它们正常工作相同的时间，发热最多的用电器是（ ）
A．电视机 B．电风扇 C．电热毯 D．电灯
7．随着经济社会的飞速发展，人们的生活节奏越来越快，家用豆浆机成为人们做早点的重要厨具，“KL牌”家用豆浆机的结构、铭牌和简化电路图如图所示，该豆浆机通过自动控制键，有打磨和加热两种工作状态，打磨时只有电动机工作，加热时只有电热丝工作。
（1）这个豆浆机工作时和其它家用电器是______联关系（选填“串”或“并”）。
（2）当豆浆机处于打磨状态时，通过电动机线圈的电流为________A。
（3）当豆浆机处于加热状态时，其电热丝l min产生的热量为________________。

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