8.4 电与热。
学习目标:1.理解焦耳定律。
2.知道利用和防止电热的场合和方法。
学习重点:电热跟什么因素有关? 学习难点:理解焦耳定律。
自主学习:一、电流的热效应。
活动1:阅读课本48页图8.4-1使用这些用电器时热量是从**来?
活动2:举出你家中利用电流热效应(即电能转化为热能)工作的用电器有哪些?你知道使用时能够产生热能的用电器又有哪些?
演示:电流的热效应与哪些因素有关?
根据生活体验和阅读课本猜想:电流通过导体产生的热量与哪些因素有关?
合作**:演示图8.4—2实验。
1)、提出的问题:
2)、做出的猜想与假设:
3)、设计实验时,使用的方法有___法和___法。
利用控制变量法讲述下列实验。
a、**电热q与电阻r的关系。
b、**电热q与通电电流i的关系;
c、**电热q与通电时间t的关系。)
4)、实验结论:
讨论:利用q=i2rt理论推导解释“电炉工作时,电炉丝热的发红,而和它串联的导体却几乎不发热”这一现象。
列举现实生活生产中电热的利用与防止的事例。
当堂训练:1.(2023年陕西省课改区)下列关于电饭锅的说法,正确的是。
a、它工作时金属外科可以不接地 b、它工作时将内能转化为电能
c、它利用电流产生的热量来加热食物 d、它工作时与其他家电是串联的。
2.(2023年北京市)下列各种电器中,利用电流热效应工作的是
a.电动机 b. 电风扇 c.电冰箱 d.电饭锅。
3.(2023年宜昌市).电炉通电以后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么热,原因是 (
a.通过电炉丝的电流大 b.通过导线的电流大
c.电炉丝的电阻小,发热功率小 d.导线的电阻小,发热功率小。
4.一只电炉的电阻为48.4,接在电压为220v的电路中工作,它的功率是___w.电炉丝工作时热得发红,而连接电炉丝的导线却不怎么发热,其原因是。
5.额定功率为1000w的热水器,正常工作10min产生多少热量?
6.灯丝断了,灯丝重新搭上使用时还会烧断,烧断处在哪个位置?如何解释?
7、一个电热水壶,铭牌部分参数如下:额定电压220v,额定功率模糊不清,热效率为90%。正常工作情况下烧开满壶水需要5min,水吸收的热量为118800j,此时热水壶消耗的电能为___j,其额定功率为___w,电阻是___若实际电压为198v,通过电热水壶的电流是___a,1min内电热水壶产生的热量是___j。
(假设电阻不随温度改变)
物理阅读。焦耳定律的发现。
用手去摸发光的电灯泡,觉得它比不发光时热。实验表明,导体中有电流通过时都要发热,这种现象叫做电流的热效应。通过电流的导体,发出的热量和哪些因素有关呢?
第一个用实验揭开这个秘密的是英国物理学家焦耳。2023年,年轻的焦耳把通电的电阻丝直接放在纯净的水里,让电阻丝产生的热量使水的温度升高,用插人水中的温度计测出升高的温度。他发现,电阻丝的电阻越大,通过的电流越大,通电的时间越长,水的温度就越高,表明电流产生的热量越多。
焦耳做了大量的实验,精确地确定了电流产生的热量跟电阻、电流和通电时间的定量关系,物理学把这个规律叫做焦耳定律。
焦耳定律可以用能量转化和守恒的观点来解释:电流通过导体时,电阻越大,电流越大,时间越长,电流做的功就越多,所产生的热量也就越多。
在工农业生产和日常生活中,人们有时候要利用电流产生的热量。电烙铁、电炉、电熨斗、电烤箱等设备,都是常见的电热器,它们的设计都以焦耳定律作为理论依据。当然,电流产生的热量也有不利的一面,例如通过电视机的电流比较大,机内元件发出的热量就比较多,夏天收看电视节目时,如果开机时间过长又不注意通风,电视机容易损坏。
热得快”的奥秘。
热得快”是生活中常用的一种电加热器,可以用来烧开水、热牛奶、煮咖啡等,快捷而方便。
热得快”的加热螺圈通常是用一种较细的金属管绕制成的,管内装有电热丝,然后灌入氧化镁粉之类的绝缘材料,把电热丝封装固定在管中间,使它不与管壁接触。电热丝的两端再分别与电源线相接。通电后,电流从电热丝中流过,电热丝便发热。
如果把“热得快”浸没在液体中,热量通过液体很快散发出来,这样使液体很快被加热,而且也不会烧坏电热丝。如果让“热得快”在空气中干烧,热量不易散发,金属外管会很快烤焦,甚至烧红,管内的电热丝便会烧断。所以,使用时应先将“热得快”放人液体内,液体最少应淹没加热螺圈(手柄及电线不能浸人液体中),然后再接通电源。
加热完毕,也应先断开电源,过一小会,待“热得快”温度降低后,再从液体中拿出,擦干收藏。由于“热得快”中的电热丝是用镍铁合金制成的细丝,一般较脆、容易震断。因此,“热得挟”不能剧烈震动,如果表面有水垢或附着物,可用小毛刷轻轻刷掉,不要用硬物敲击或用小刀刮削。
“热得快”一旦断丝便无法修复,只有换新的了。
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