【精品讲义】浙教版 科学 9年级上册 3.6-5 电能——电热器14页

第 3 章 能量的转化与守恒
3.6-5 电能——电热器
目录
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1.电流的热效应
(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。
(2)电热器：利用电流的热效应制成的加热设备。主要元件是发热体，是由电阻率大、熔点高的电阻丝
绕在绝缘体上制成的。
从能量的转化来看，电流通过导体发热的过程实质是电能转化为内能的过程。
电热器的优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。
(2)影响电流的热效应的因素：电流、电阻和通电时间。
(3)电热的利用和防止：
①电流的热效应的应用，如电烤箱、电热毯、电炉子、电灯等。
②电视机等长时间工作，会使后壳积聚较多的热量从而影响其寿命，所以需要散热。
【注意】判断某用电设备是不是电热器，一定要抓住其原理——电流的热效应。如果某用电器不是利
用电流的热效应工作的，即使它是通电后用来加热的设备，也不是电热器。
2.电热的计算

(1)焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比， 跟导体的电阻成正比， 跟通电时间成
正比，即：Q=I2Rt。
(2)电热计算：
①Q=I2Rt (适合任何情况下的电热计算)；
②Q=UIt，Q=W= (当电能全部转化成内能时，电热等于电功，电热计算式与电功计算式相同，即
在纯电阻电路中的电热计算也可以用这两个公式)；
③Q=Pt(式中 P 为电热功率，这个公式只在纯电阻电路中适用)。
【注意】只有当电能全部转化为热能时，电能等于热能，W＝Q；当电能不能全部转化为热能时，
W>Q。
3.焦耳定律的探究

(3)“控制变量法”的运用
①控制电流和电阻相同，改变通电时间，研究电热与通电时间的关系。
②控制通电时间和电阻不变，改变电流，研究电热与电流的关系。
③控制通电时间和电流不变，改变电阻，研究电热与电阻的关系。
(2)实验过程与分析依据
①在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶塞上各插 1 根玻璃管，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电
阻比乙瓶中的大，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管内上升，
电流产生的热量越多，煤油上升得越高，观察煤油在玻璃管内上升的情况，就可以比较电流产生的热量的
大小。
②接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高。
③在两玻璃管中的液柱降回原来高度后，调节滑动变阻器，加大电流重做上述实验，通电时间与前次
相同，在两次实验中，比较甲瓶(或乙瓶)中的煤油哪次上升得高。
(3)实验证明：电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。电流通过电暖器
电阻丝会热的发红，而与之串联的导线却不怎么热原因是：电阻丝的电阻大于导线的电阻。进一步的实验
2U
t
R

可以得出： 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。
这个规律叫作焦耳定律，它最先是由英国科学家焦耳发现的。焦耳定律可以用公式：Q＝I2Rt 表示。
1.关于电热问题的分析与计算
Q＝W＝UIt＝I2Rt＝
U2t
R
，这三个公式都可以计算纯电阻电路的电热和电能。计算非纯电阻的电热只能用
Q＝I2Rt。两种电路中计算公式不同是因为非纯电阻电路的电能主要转化为其他形式的能。
2.电热器具的“双挡”问题
(1)电热器具通常设计有“高温挡...