第三节 电热器 电流的热效应

苏科版新教材同步教学课件第十五章　　电功和电热

电热器

电热油汀 电 炉 电暖器

电水壶 电熨斗 电饭锅

热得快

利用电流做功将电能转化为内能的装置。

电流的热效应：通电导体发热的现象

　　电炉接入电路中时，电炉和电线中流过相同的电流，为什么电炉丝热得发红，而导线几乎不发热。 问题 1：

提出问题：导体通电时产生热量的多少可能与哪些因素有关？

实验方法 :

现象一：电炉丝通电能产生热。

猜想二：电炉丝产生的热量同通电时间有关。猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。

现象二：电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。事实：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。

猜想一：电炉丝产生的热量同电流有关

控制变量法

想一想 议一议 怎样进行实验探究？ 您认为需要解决的问题有哪些？

想一想 议一议 1 、如何研究通电导体的电阻大小对产生热量的影响 2 、如何研究通电导体中电流大小对产生热量的影响 3 、如何研究导体的通电时间对产生热量的影响 为完成探究，还需什么器材。

(1) 研究电热器电阻的大小对产生热量的影响　　要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制　　　　和　 　　不变，则可以让两个阻值不同的电阻

　　（串联／并联）后接入电路。

3. 设计实验、验证假设

电流 通电时间串联

连接实物图，并画出电路图

A

R1 R2

(2) 研究电流大小对产生热量的影响 要研究电流对产生热量的影响，应该使电阻的阻值 (改变 /不变 )，而通过该电阻的电流大小 (改变 /不变 )。只要调节电路中滑动变阻器的滑片，就可以改变电路中的电流大小。

不变 改变

(3) 研究通电时间对产生热量的影响 要研究电流对产生热量的影响 ,应该控制　　　　和　 不变，改变 　。 　 　　　　　　　 通电时间 电阻电流

结论 1. 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。结论 2. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。 结论 3. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。

实验结论

2. 焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验，于 1840年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，即焦耳定律。 内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比 。

1. 公式： ( 普遍适用 )单位： I— 安 R— 欧 t— 秒 Q—焦

二 . 电流产生热量的表达电流产生热量的表达式式 Q=I2Rt

【例题】某电热器电阻丝的电阻为 55Ω ，接在 220V 的电源上，在 20min 内共产生多少热量？

3. 电流产生热量的其他表达式 (1). Q=UIt. Q=UIt

(2). Q= (2). Q= tRU 2 只适用于只有电阻

只适用于只有电阻的电路的电路 ,(,( 电能全部电能全部转化为内能转化为内能 )) 的情的情况。况。

4. 电功和电热的关系（ W 和 Q 的关系） ① 在电热器电路 ( 只有电阻的电路 ) 中：（电能几乎全部转化为内能）

WW = = QQ

（（ W= UItW= UIt ） ） == （（ Q=IQ=I22RtRt ）） ② 在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）

WW > > QQ

（（ W= UItW= UIt ） ） >> （（ Q=IQ=I22RtRt ））

【例题【例题 22 】：】：一台电动机正常工作时线圈一台电动机正常工作时线圈两端的电压为两端的电压为 380380 伏，线圈的电阻为伏，线圈的电阻为 22 欧欧 ,,线圈中的电流为线圈中的电流为 1010 安安 ,, 若这台电动机正常若这台电动机正常工作工作 11 秒钟，秒钟， 求：求： 1 1 ）消耗的电能）消耗的电能 WW 。。 2 2 ）产生的热量）产生的热量 QQ 。 。

解：解： 1 1 ） ） WW ＝＝ UItUIt ＝＝ 380×10×1J380×10×1J ＝＝ 3800J3800J

已知：电动机 已知：电动机 U=380V I=10A R=2U=380V I=10A R=2 Ω t=1sΩ t=1s

求： （ 求： （ 11 ）） W W （（ 22 ）） QQ

2 2 ） ） QQ ＝＝ II22RtRt ＝＝ 10 ×10 ×2 ×1J10 ×10 ×2 ×1J ＝＝ 200J200J

1.电流通过导体产生的热量 跟——————成正比， 跟—————成正比， 跟————成正比。

电流的平方导体的电阻通电时间

练 习

2. 两个电热器的电阻之比为 4:3 ，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比 _____ ；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为 1 ︰ 3 ，在相等的时间里产生的热量之比为 ______ 。

4 ︰ 3

1 ︰9

3 ．当 0.2A 的电流通过一金属线时产生的热量为 Q1 ，若使通过的电流增加到 0.4A 时，在相同的时间内产生的热量为 Q2 ，那么 Q2 是 Q1 的（ ） 　　　　 A. 2 倍 B. 4 倍 C. 0.25 倍 D. 0.5倍

B