资源简介

(共24张PPT)
浙教版九年级上册
第3节 电路中的电能（4）
第2章 能的转化与能量守恒
引入新课
夏天，你使用电驱蚊器吗？冬天，你使用电取暖器吗？
观察下列用电器工作时，有什么共同的特点？
这些用电器工作时都会发热。
电驱蚊器
电取暖器
电饭煲
你知道它们的工作原理吗？
新课教学
电流的热效应：
电流通过各种导体时，会将电能转化为内能，使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
电流热效应的能量转化：
电流热效应的应用：
各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如图2.3-10所示。
电能
内能
新课教学
视频:电流的热效应
新课教学
1．还有哪些用电器是利用电流的热效应工作的？
电热水器
电烘箱
热的快
电取暖器
新课教学
2．电流的热效应有什么利和弊？
优点：
无污染、热效率高、方便控制和调节温度。
缺点：
①长期的电流热效应会加速家用电器导线外的绝缘层老化，甚至会使绝缘层烧毁而引发火灾；
②电流热效应会影响家用电器的使用性能和寿命。
新课教学
思考：电热水壶等电热器是通过导线接到电路上的。为什么电热水壶发热将水烧开，而连接它的导线却不怎么发热 电流通过导体产生热的多少跟哪些因素有关
结合生活经验，猜想影响因素
(1)可能与导体电阻的大小有关，R越大，Q越大。
(2)可能与电流的大小有关，I 越大，Q越大。
(3)可能与通电时间的长短有关，t 越大，Q越大。
新课教学
如图2.3-11所示，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。
思考:电流通过导体产生热量的多少看不见,摸不着,怎么显示出来？实验中用到哪些科学方法
方法:
烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，只要比较2根玻璃管内液面上升的高度，就可以比较出液体温度上升的高低，进而比较 2根电阻丝放出热量的多少。
新课教学
设计并进行实验
1.将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。
2.闭合开关，记下电流表的读数。
3.经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。
现象:
乙瓶中液面上升的快
4.比较2根玻璃管内液面上升的高度，可以推测得出：
当电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。
新课教学
5.当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关，记下电流表的读数:
减小滑动变阻器的目的:
改变滑动变阻器的阻值来改变电流的大小
6. 经过与第一次相同时间的通电后，标出甲瓶（或乙瓶）玻璃管内液面的位置。
经过与第一次相同的通电时间:
控制变量
新课教学
7.与上次该玻璃管内液面上升的高度相比，可以推测得出：
当电阻相等时，电流越大，电流产生的热量就越多。
现象:
两瓶中的液面上升比第一次都要快
显然，通电的时间越长，电流产生的热量就越多。
新课教学
视频:影响电流热效应的因素
新课教学
英国科学家焦耳做了大量实验,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：
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。
------焦耳定律
焦耳定律的公式:
Q=I2Rt
单位：Q—焦，I—安，R—欧，t—秒
1焦耳 = 1安2 欧 秒
新课教学
电能与热量的转化关系：
当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量 Q 就等于消耗的电能W，
Q = W=UIt = I2Rt。　　
可见，当导体消耗的电能全部用来产生热的情况下，根据欧姆定律的公式和电功的公式推导出来的结论与焦耳定律一致:
焦耳定律给出了电能向内能转化的定量关系。
新课教学
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？
电熨斗工作时电能全部转化成内能，
电熨斗工作时可以认为是将电能全部转化成了内能。
电吹风机工作时电能一部分转化成热能、还有一部分转化为机械能。
新课教学
如图2.3-12是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到沸腾；当自动开关S 断开时，电饭锅处于保温状态。图中R2 是加热用的电热丝，阻值为55 欧；R1 是电阻，阻值为145 欧。
（1）在加热状态下，电饭锅正常工作30分钟产生多少热量？
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？
新课教学
解：（1）在加热状态下，开关S接通，电路中只接入电热丝R2 ，因此通过R2 的电流：
I=　 =　　　 = 4A
U
R2
220V
55Ω
Q= I2Rt=(4安)2 × 55欧× 30×60秒=1.584×106焦
根据焦耳定律，R2 上产生的热量：
新课教学
（2）在保温状态下，开关 S 断开，电阻 R1 与电热丝 R2 相串联，假设此时电路中的电流为 I′，
根据串联电路的电压特点：U=U1 +U2 =I′R1 +I′R2
电饭锅消耗的功率：P′=U I′=220 伏 ×1.1 安 =242 瓦
答：（1）电饭锅正常工作 30 分钟产生的热量为 1.584×106 焦。
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率为 242 瓦。
思考与讨论
上面的问题还可以用什么方法来求解？
（1）在加热状态下， 开关S接通，电路中只接入电热丝R2
R2
=
U2
P
=
55Ω
(220V)2
=
880W
因为电饭锅的电能全部转化为内能，
所以Q=W=Pt=
880W×1800s
=1.584×106 焦
（2）在保温状态下，开关S断开，电阻R1与电热丝R2相串联，
R1+R2
=
U2
P
=
55Ω+145Ω
(220V)2
=
242 瓦
答：（1）电饭锅正常工作 30 分钟产生的热量为 1.584×106 焦。
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率为 242 瓦。
新课教学
当堂检测
1. 如图是探究焦耳定律的装置(R＞R2)，下列说法正确的是( ）
A. 两烧瓶里都装煤油，是因为煤油比热容比水大，现象明显
B. 闭合开关后，甲烧瓶中温度计示数升高比乙烧瓶快
C. 该实验是探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系。
D. 该实验运用了控制变量法和类比法
B
当堂检测
2.电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A．导线的绝缘皮隔热
B．导线散热比电熨斗快
C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
D
3.下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电炉　B. 电动机 C. 电饭锅 D. 电熨斗
B
当堂检测
4.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω,线圈中的电流为10A,若这台电动机正常工作1秒钟。
求： ①消耗的电能W。②产生的热量Q。
解：（1）电动机正常工作1S消耗的电能
W=UIt=380V×10A×1s=3800J
（2）电动机正常工作1S产生的热量：
Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J
布置作业
1、复习本节课所学的主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、预习“第4节核能”相关内容。2.3电路中的电能（4）课后检测
班级 姓名
1.甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电流之比是(　　)
A. 2∶3 B. 2∶1
C. 9∶2 D. 3∶2
2.电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电熨斗快
C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
3.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了下列电路图，其中正确的是（ ）
4.下列常见电器中不是利用电流热效应工作的（ ）
A. 电炉　B. 电饭锅 C. 电动机 D. 电熨斗
5.我国特高压输电技术已处于世界领先水平，但科研人员仍在输电线的材料、工艺等方面刻苦攻坚。下列科研项目是为了降低输电过程中能量损耗的是（ ）
A. 减小输电导线的密度
B. 增加输电导线的导电性
C. 增大输电导线的弹性
D. 提高输电导线的耐腐性
6.如下图甲为小灯泡L和电阻R的电流与电压的关系图像，图乙为所对应的电路图，电源电压为3V。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R的大小为10Ω
B.S1和S2均闭合时灯泡亮度与只闭合S1时相同
C.S1和S均闭合时电流表示数为0.9A
D.S1和S均闭合时，电阻R在1min所产生的热量为30J
7.电热毯内的电阻丝断了，于是把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久搭接处又会烧断。搭接处烧断的原因是 (　　 )
A．电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热
B．电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热
C．电阻丝上搭接处电流比其他处电流小，造成局部过热
D．电阻丝上搭接处电流比其他处电流大，造成局部过热
8.两根阻值比为R1：R2=1：2的电阻丝通过的电流之I1：I2=2：1，在相同的时间内，它们所放出的热量之比Q1：Q2为 (　 　 )
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．4：1
9．对焦耳定律的理解，下列说法正确的是 (　 )
A．电流做了多少功就有多少电能转化为内能
B．电流通过电阻产生的热量与电流成正比
C．用电器两端的电压越大，产生的热量越多
D．通过电阻的电流越大，产生的热量不一定越多
10.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ）
A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q=UIt可知，相同时间内，相同时间内产生的热量与电阻无关
D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
11.如图甲，是一款家用电水壶内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，电阻均为96.8欧，通过转动旋钮开关可实现加热和保温两种功能。(c=4.2×103J/(kg.℃))
(1)将电水壶的开关S闭合后，旋钮开关在如图甲示位置，此时电水壶处于 (填“加热”或“保温”);
(2)小科用电水壶给体积为1L的水加热，2分钟后水温升高了5°C，在此过程中水至少吸收的热量为 焦，电热水壶的加热效率为 。
12.如图所示，L是标有“6V 3W”字样的小灯泡，R是定值电阻，断开开关S2， 闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A。
(1)求灯泡正常发光时的电流：
(2)若断开开关S1和S3，闭合S2，求1min内定值电阻R产生的热量 (灯泡电阻不变)
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A D B C B D A C D D
保温；2.1×104J ；35%
0.5A;40J

展开更多......

收起↑