课题3.7电热器第1课时课型新课课时第1课时。
1、知识与技能:认识常用的电热器,了解电流的热效应;掌握焦耳定律,初步学会电热的计算。
教学2、过程与方法:联系生活实际,从能量转化的角度认识电流的热效应;
目标通过**,发现影响电热多少的因素;通过练习来掌握电热计算。
3、情感、态度、价值观:懂得电热器的工作原理,用一分为二的观点认识电流热效应的利弊。
重点电流的热效应难点焦耳定律及电热的计算教学。
实验**规律和小组讨论相结合。
方法。多**投影**,如图的实验装置一套(比课本上图9—7的实验装置多用一个乙。
瓶和电流表),自制实验替代装置一套(图示)教具。学。
情分析。考。
点①知道电热器是利用电流热效应工作的(考试要求a)②理解焦耳定律,分并能运用该定律进行简单计算(考试要求b)析。
教学过程。一)引入新课:你能说出哪些电热器?从能量转化的角度看,发热过程的实质是什么?
二)新课教学。
一、常用的电热器。
1.电流的热效应:电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看,电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。2电热器。
定义:利用电流做功将电能转化为内能的装置。这类装置统称为电热器。㈡原理:电热器是利用电流的热效应制成的。
组成:电热器的主要组成部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。
(原因:对于长度和横截面积相同的不同导体,电阻率大的导体放出的热量多。同时,为了使电阻丝在很高的温度下不至于熔化,应选熔点高的材料。
)◇讨论:(教材p107)还有哪些用电器是利用电流的热效应工作的?答:
除了课本上画出的电吹风机、电熨斗、电热毯、电磁炉、电热壶、电饭煲(电饭锅)等之外,电热器还有电烙铁、微波炉、热得快、取暖器(电暖器)、烘干机、电炉、电热毯、电热水器等。
讨论:电流的热效应有什么利和弊?
答:利:利用电流的热效应可以制成加热设备,如供我们取暖、做饭、烧水等。
无污染、热效率高、方便控制和调节温度。一些电器设备若长时间不用,就需要隔一段时间进行通电,利用电热来驱潮。利用电热的例子如点电热器。
弊:在家庭电路中,由于长期的电流热效应,导线外的绝缘层会加速老化,甚至会烧毁绝缘层而引**灾。使用电器时,电流过大,通电时间过长会因电器温度过高而烧毁元件、损坏电器。
;同时,由于电流热效应,会影响家电的使用性能和使命。
防止电热的例子:电脑里的小风扇。家用电器(如电视机等)连续使用时间较长时,要停一段时间再用,特别实在夏天。(由于电流热效应而发热,工作时间越。
长发热越多,为了散热,防止电器温度过高而烧毁元件,所以要停一段时间再用)。
二电热的计算1焦耳定律。
活动:**电热与哪些因素有关。
过渡、思考:电流通过导体会产生热,电流通过导体产生的热的多少与哪些因素有关呢?㈠**电热与哪些因素有关。
1、提出问题:电流通过导体产生的热与哪些因素有关呢?2、学生猜想:与i、r、t有关。(可结合生活经验,并说明简单的理由。)
3、设计实验:出示实验装置,思考采用什么方法和如何利用实验仪器来进行实验。注意控制变量法的使用。
控制t、i相同,研究电阻与热效应的关系⑵控制t、r相同,研究电流与热效应的关系⑶控制i、r相同,研究时间与热效应的关系。
实验说明:①本实验**方法是控制变量法。②电阻丝放出热量的多少,是通过烧瓶内玻璃管内液面升高的高度来显示的。
(电热大小不能直接测量,只能用物质与温度有关性质来反映其大小,这种方法叫做“转换法”,在实验中经常用到)电阻丝放出热量越多,煤油温度升高得越高,热膨胀越明显,玻璃管内液面升高的越高。③液体用煤油是因为煤油的比热容小,实验效果较明显。④
4、进行实验:①两根电阻丝串联时,工作电流、通电时间相等。加热后,相同时间内,电。
阻越大的玻璃管中煤油上升的高度越高。表明电流、通电时间一定时,电阻越大,电阻放出的热量越多。②调节变阻器以增大电流,在与(1)相同的时间内,任一管中煤油。
的高度都变大。表明电阻、通电时间一定时,电流越大,电阻放出的热量越多。③电阻丝阻值大烧瓶内玻璃管液面上升的高。因此,当通过电流、通电时间相等时,电阻越大,电流产生的热量越多。
5、获得结论:当电流相等时,电阻越大,电流产生的热量越多;当电阻相等时,电流越大,电流产生的热量就越多;
通电的时间越长,电流产生的热量就越多。㈡焦耳定律。
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。
焦耳定律的数学表达式:q=i2rt
焦耳定律说明:
q表示电流通过导体时,产生的热量。单位是焦。i表示通过导体的电流,单位是安;r表示导体的电阻,单位是欧姆。
t表示通电时间,单位是秒。公式中各量的单位一定要统一。②焦耳定律q=i2rt是一个实验定律,是焦耳通过大量的实验总结出来的。
定律揭示了电。
流通过导体时产生热效应的规律,实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。用来计算当有电流通过导体时产生的热量。即普遍适用于各种电器的热量计算。
公式中的各物理量都是对同一段电路或同一个导体而言的,也是对应于同一状态的。即通过谁的电流,计算的就是谁产生的热量;④
这个公式也可用电功公式、欧姆定律推导出来。对于电阻而言,电流产生的热量等于电。
流所做的功,即q=w,w=uit,而i=u/r,u=ir,所以q=i2rt。⑤⑥
讨论:电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为能将电能全部转化为内能?解析:
在电吹风机内,实际上是电热丝和电动机并联,工作时电流做功使电能转化为内能和机械能。而电熨斗内部全部是电热丝,可以认为电熨斗能将电能全部转化为内能。
2电热的计算方法。
基本计算方法:q=i2rt
『思考点拨』:
教材p109例题还可以用以下方法求解:
由图可知该压力锅额定功率为900瓦。当其正常工作时15分钟内做功为:
w=pt=900瓦×15×60s=8.1×105焦。因电流通过压力锅做功全部用来发热,则压力锅工作15分钟产生的热量为:q=w=8.1×105焦。
电功和电热是有区别的。
电路性质纯电阻电路。
含义。电流所做的功全部用来产生热量的电路。
非纯电阻电路。
电流所做的功只有一部分用来产生热量。
应用例子。白炽灯、电热器、电炉电动机。
电流通过电动机做功既产生机械能,又产生热量所以电功大于电热。w﹥q
应用公式基本公式导出公式。
电功。w=u i tw=u2/rt;w=i2rt
电功率p=uip=u2/r=i2r
焦耳定律q=i2rt
q=u2/rt= u i t
适用于电热器w=q适用范围普遍适用w电=w其他+q= w其他+ i2rt
特点。电功等于电热w=q
例题:一电动机线圈的电阻为1欧,线圈两端所加电压为2伏时,电流为0.8安。
电动机正常工作。①在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法:小明解:
w=uit=2伏×0.8a×60s=96j
小华解:w=i2rt=(0.8a)2×1欧×60s=38.4j.你认为哪位同学做得对,请作出判断并说明理由。
求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少?
答案:①小明对;因为电动机工作时电能没有全部转化为内能,大部分电能转化为机械能,所以电动机工作时电功大于电热(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)②1分种内这台电动机所转化的机械能w′=w—w热=96焦—38.4焦=57.
6焦。解析:电动机不是纯电阻用电器,因此计算消耗的电能时,只能用基本公式。
w=u i t进行计算。
q=w=uit=i2rt
浙教版九年级上科学 3 7电热器
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苏科版九年级物理下册教案 15 3电热器电流的热效应
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