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3.6 电 能（第三课时）
在你的生活中，是否有这样的体验？灯泡发光一段时间后，用手触碰一下灯泡，有什么感觉？
现象：工作时产生热量，温度升高；
能量转化：电能转化为内能。
我们生活中有哪些用电器是利用电流的热效应来工作的？
这些电热器在使用时有什么相同的现象吗？
微波炉是电热器吗？
1980年巴黎出现了一种被称为“烹饪之神”的炊具微波炉，其心脏是瓷控管，能产生的每秒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、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。
微波炉不是电热器。
发热体的材料都是用电阻率大、熔点高的材料制成的。
都有发热体，将电能转化为内能。
结构特点
电热器
最外面有绝缘体起到安全保护作用。
电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢？请根据生活经验提出猜想。
B．同一电热器，通电时间越长，发热越多。
C．电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。
A．电热器通电发热，不通电不发热。
可能与电流有关，I 越大，Q越大
可能与时间有关，t 越大，Q越大
可能与电阻有关，R越大，Q越大
【设计实验方案】：
2.产生的热量大小如何反映？如何量度物体吸收或放出热量的多少呢？
A．保持I、t一定，探究Q与R的关系
B．保持R、t一定，探究Q与I的关系
1.实验需采用哪种研究方法？
物体受热升温
物体受热膨胀
（控制变量法）
（转换法）
液柱上升的高度
根据Q=cm△t，对于质量相同的同种物质，在物态没有发生变化的前提下，温度变化越大，吸收或放出的热量越多。
课本实验方案交流：
2 只烧瓶内装有煤油
瓶塞上各插1 根玻璃管
瓶内各装1 根阻值不同的电阻丝R甲和R乙
电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线
实验中两个烧瓶中哪些量是相同的？
变量是什么？
为什么烧瓶内用煤油而不是用水？
保持 I与t 一定，探究Q与R的关系。
保持 R与t 一定，探究Q与I的关系
保持 I与t 一定，探究Q与R的关系。
保持 R与t 一定，探究Q与I的关系。
科学家焦耳在1840年，经过大量的定量实验得出规律：
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
这个规律最先是由英国科学家焦耳发现的。
焦耳
焦耳定律
【实验结论】
电流产生的热量跟I、R、t有关，I越大，R越大，t越大，Q越大。
数学表达式：Q = I2Rt
单位：I--安 R--欧 t--秒 Q--焦
例1.已知通过电阻为50欧姆的电熨斗的电流为2安培，则电熨斗在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
解：Q=I2Rt
=（2A）2×50Ω×60s
=1.2×104J
答：电熨斗产生的热量是1.2×104J
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能？
W=Q电热+W机（W＞Q）
W=Q
如果电能全部转化为内能时，电流产生的热量，还可以怎么计算？
Q=W=Pt
电吹风机
电熨斗
Q = I2Rt
Q = UIt
Q = U2 t/R
例2.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（1）请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态？
（2）求电阻R2的阻值；
（3）求电热饮水机在加热状态下产生的热量。
例2.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（1）请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态？
当S 0 断开时，只有R 2 连入电路；当S 0 闭合时，R 1 、R 2 均被连入电路，且为并联，两种情况相比，当S 0 断开时，饮水机的工作电流较小，根据P=UI可知，此时饮水机消耗的电功率也较小，故当S 0 断开时饮水机处于保温状态。
例2.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（2）求电阻R2的阻值；
当S 0 断开时，只有R2工作，饮水机处于保温状态。
R2=U2/P2=(220V)2/40W=1210Ω
例2.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时的功率 400W
保温时的功率 40W
（3）求电热饮水机在加热状态下工作5min产生的热量。
因为电能全部转化为内能，
所以Q=W=Pt=400W×300s=120000J
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
⑨通过实验探究，知道影响电流热效应的因素。
4.1 能的形式、转移与转化
电热器是根据电流的热效应制造的一种用电器，电热器的主要结构是发热体，制作发热体的材料要求熔点高、电阻率大。本节课研究的主要内容是电热器产热的多少与电流、电阻和通电时间的关系，焦耳历经多年通过大量的实验总结出焦耳定律——Q＝I2 Rt。

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