9年级上册科学第三章《电热器》讲义doc.docx
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9年级上册科学第三章《电热器》讲义
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，这种现象叫电流的热效应。
2、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。
3、电热器：
（1）电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。
（2）电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
4、焦耳定律：
（1）文字叙述：
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，跟通电的时间成正比，这个规律叫
做焦耳定律。
（2）数学表达式:
Q=IRto
（3）电流产生热量的计算方法：
①Q=IRt是焦耳通过实验总结出来
的。
任何导体有电流通过时，产生的热量都可以由此公式来计算。
②对于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的用电器，像电炉、电烙铁、电饭锅等。
电流产生的热量还可以由Q=U/Rt,Q=Ult推导公式来结
算。
【例题剖析：
】
例L有一种新型的炊具叫电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。
如右图所示，问：
该电压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？
（两种方法解题）
分析与解答：
根据焦耳定律，要想求出热量，只要知道电流、电阻、时间，问题便迎刃而解。
根据P=UI,得出l=P/U=900瓦/220伏=4.09A根据R=U/I,得出
R=U/l=220伏/4.09A=53.8欧时间为15分钟，也就是900
秒根据Q=IRt就可以求出产生的热量
其它的方法：
因为当电流通过电压力锅时，电能全部转化为内能，所以我们还可以利用“W=PXt”来求出热量，艮P
Q=W=Pt=900Wxl5x60S=8.1xl05J
【基础过关】
1、电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全
部转化成内（热）能？
答案：
电吹风机：
电能转化成热能和机械能；电熨斗：
电能全部
转化成内能。
2、在家庭电路中，若同时接入如图所示的用电器，会造成电路
过大，从而引起干路中的
过大，根据
定律，
可知导线中将产生大量的
，使导线发热，
甚至燃烧引起火灾.
答案：
电流电流
焦耳热量
3、电热器是利用
来加热的设备，
它的主要组成部分
是；组成这部分材料的要求是大,
高。
答案：
电流热效应；发热体；电阻率；熔点
12222
1、小明利用如图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关：
有两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于
R乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。
该现象能够说明电流产生的热量与下列哪些因素有关（）
A.电压B.电流C.电阻D.通电时间
2、电熨斗通电后温度很高，而连接电熨斗的电线却不怎么热，这是因为
A.电线有绝缘层保护，能隔热B.导线的电阻小，产生的热量也很小。
C.电线散热快，所以温度低D.通过电线的电流小于通过电熨
斗的电流。
3、下面列出的几种常见的家用电器：
①电炉；②电饭锅；③电冰
箱；④微波炉；⑤电视机；⑥电烙铁。
其中属于电热器的是
（）
A、①②⑥B、①②④⑥C、①②⑤⑥D、
①②③④⑥
4、某电热饮水器上有A、B两根电热丝，将两根电热丝串联接在电源上，20min可将饮水器中的水加热至沸腾；若将A单独接到同一电源上，同样使初温和质量相同的水加热至沸腾，需要8min；若将B单独接在同样电源上，使初温和质量相同的水加热至沸腾，需要多长时间？
（不计热损失）
QA=2t2
解：
@串=UtRAU2R?
RB20min52=tl
=QA1=A==「・=RAt2RBRA?
RBRA8min23
RU2U23又QB=QA=t2t3=BXt2=
X8mm=12min答案：
12minRBRARA2
【中考在线：
】
1、小明家的电热水壶的铭牌如图所示，在一个标准大气压下，该水壶正常工作时，
用lOmin能将2kg、1O°C的水烧开。
水的比热容c=4.2X10J/（kg.°C）
（1）计算水吸收的热量；
（2）计算消耗的电能；
（3）水增加的内能比消耗的电能小多少?
请结合物理知识，从节能的角度提一个合理化的建议。
解答:
（1）Q=cm（t-tO）=4.2X103J/（kg•°C）X2kgX90°C=7.56X105J
（2）W=Pt=1500WX1OX60s=9.0X105J（3）1.44X105J只要答出与减少热量损失的相应合理的措施都可以
2、右图是一个加热、保温电路的一部分。
电热丝R1规格为“220V
1100W",限流电阻R2=506Q。
电路的工作原理是：
当温控开关S
接a时，电热丝R1接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S自动从a切换到b,电路处于保温状态。
正常工作时，加热功率1100W,保温功率88WO（电源电压保持不变，电阻不随温度变化。
）
（1）请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为完整的电路图；
（2）某天在使用⑴中巳经连接完整的电路时，R1烧毁了。
有人想使电
路恢复
正常工作，设计了下面方案。
请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：
用“220V220W”电热丝R3、“220V880W”电热丝R4串联替代R1;
23
方案二：
用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代RI。
（3）请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使
（2）中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。
电热丝：
解答:
（1）如图所示
（2）方案一：
R3=U/P3=（220V）/220W=220□同理R4=55Q
R3、R4串联后：
加热时：
P串=U/（R3+R4）=（220V）/（220Q+55Q）=176W<1100W
保温时：
P'串=U/（R3+R4+R2）=（220V）/（220Q+55Q+506Q）e
62.0W<88W
两项都不合题意要求，方案一不可行。
方案二：
Rl=U/Pl=（220V）/1100W=44Q,同理R5=88Q□两根电热丝
R5并联后总电阻值是44Q,能替代R1,加热时功率为1100W;保温时
功率为88W。
正常工作时，两项都合要求。
但是，当其中一根电热丝烧坏时，电路仍可以工作。
加热时：
R5正常工作，P=550W<1100W保温时：
P''=U/（R2+R5）=（220V）/（506Q+88Q）^81.5W<88W
断了一根电热丝后，两项都不合要求，而且不能及时发现加以排除。
可见方案二不是最佳的。
（3）设计如下：
将两根“110V550W”电热丝R9串联替代R1。
理由：
一个电热丝的电阻值为R9R9=U/P二（110V）/550W=22Q
两根电热丝串联后总阻值是44。
，接在220V电压下能正常工作，能完全等效替代RL符合题意要求。
其它设计，只要符合题意要求均可。
3、冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝•相当于电热毯内部发热电阻）。
（1）图甲中有定值电阻R2（置于电热毯外部），电热丝R：
请说明要使电热毯处于低温档时，开关SI、S2应处于什么状态?
并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
（2）图乙中有两根电热丝R2、R3,请说明要使电热毯处于高温档
时，开关SI、S2应处于什么状态?
并写出高温档时电热毯发热电
功率的表达式。
（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。
解答:
（1）S1闭合，S2断开。
低温档电热毯发热功率：
P=I2R2=[U/（R1+R2）]2R2
（2）SI、S2均闭合（1分）
高温档电热毯发热功率：
.P=（U2/R2）+（U2/R3）
（3）较好的电路是乙，（1分）因为在甲电路中，低温档时R1要发热,
浪费电能。
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甲乙
【学生练习题：
】
（2010.浙江杭州）如图甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热能均能被水吸收,保温状态
水温保持在80°C以上。
回答下列问题：
（I）保温状态下，开关SO、S分别处于什么状态？
（2）求电阻R0
和R的阻值。
（3）80°C的-•杯水，放在桌上自然冷却，每隔5分钟记录一次水温，得出丙图图线。
从图中可以得出什么降温规律？
（4）一满壶80°C的水，自然冷却到室温，水释放的热量为多少？
（水的比热c=4.2X10J/（kg.°C）]3
（2009浙教杭）如图1所示电路是在环境温度为10C左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。
箱内电阻RI=5kQ,R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V.当电压鉴别器的两接入点a,b间的电压Uab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当Uab大于4V时鉴别器将使S断开，停止加热。
（1）从图2中读出环境温度为15C时的热敏电阻R2为kfio
（2）通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？
⑶若想使此恒温箱内的温度变化范围在第⑵问的基础上降低一些,
在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？
00
4
（2010.浙江金华）浴霸是安装在浴室可供取暖和照明的家用电器,某浴霸的铭牌和简化电路图如图所示，图中L1为额定功率40W的照明灯，L2为额定功率880W的红外线取暖灯。
求:
（1）照明灯正常工作时电阻为多少欧姆？
（2）取暖灯正常
工作时的电流为多少安培？
（3）若让L,和k同时正常工作500秒钟，共消耗多少电能？
（2010.浙江嘉兴）2010年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯。
使用LED灯比旧式灯泡节能90%,且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见下表）。
图乙是世博会的吉祥物一一“海宝”，夜晚在LED灯的照射下，能呈现出不同的颜色，形象十分可爱。
（1）根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是瓦。
（2）把一个LED灯接入如上图甲所示的电路中，已知电源电压为5
伏且保持不变，电阻R为90欧姆。
闭合开关后，毫安表（比安培
表更精确的电流表）的读数为20毫安，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）有一座“海宝”的质量为2.0X10千克，与水平地面的接触面积
为0.4米，求此“海宝”对地面的压强（g取10牛/千克）。
32
5
（湖北荆州市）如右图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120Wo
（1）要送冷风，选择开关应放在位置；要送热风，选择开关应
放在位置。
（填“A”、或“C”）
（2）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电8min电流所做的功是多少？
（3）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为多大？
【第八节核能的利用】
1、原子结构：
原子包括原子核：
质子（带正点）、中子（不带电）和核外电子（带负电）
2、核能：
原子核在发生改变的过程中，释放出巨大的能量，称为核能，也叫原子核能或原子能。
3、获得核能的两条途径：
裂变和聚变。
裂变：
是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。
发生的是链氏反应。
聚变：
是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
聚变又叫热核反应。
4、原子弹及核潜艇是根据裂变的原理制造的，氢弹是根据裂变的原理制造的。
5、核电站：
核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。
核反
应堆是通过可以控制的裂变反应释放核能的设备。
核电站中发生的能
量转化是：
核能一内能一机械能一电能。
原子核的裂变和聚变都会产生一些发射性物质，如a射线、B射线、
Y射线。
【例题剖析】
例L关于原子弹，下列说法正确的是（）
A.只有U235可用于知道原子弹B.原子弹的威力比氢弹更大。
C.原子弹乂叫核弹。
D.以上说法都不对。
【基础过关】
1、获得核能的途径：
重核裂变和轻核聚变
2、核电站中发生的能量转化是：
核能一内能一机械能一电能
核，并释放出能量的过程。
【能力提高】
1、单位质量的下列反应中，释放能量最大的是（
2、以下对于放射线的说法正确的是（
射线时，要注意进行有效的防护和防止污染
C、放射线对人畜伤害严重，有弊无利，难于利用
D、a射线和
B射线是有益俄，而Y射线是有害的
3、“里根”号是美国第一艘以在世前总统名字命名的航母。
该航母于1998年年开始在纽波特纽斯船厂建造，2000年下水，2001年命名。
航母排水量为9.7万吨，水线以上有20层楼高，其飞行甲板面积为4.5英亩（约18000平方米），可载80架舰载飞机和6000名舰员，服役期50
年。
航母上的两个核反应堆可以连续工作20年而不用加燃料。
它是
利用重核裂变的方式将原子核内的能量释放出来的。
【中考在线】
1、卢瑟福建立了原子结构的模型.目前人类获得核能的
途径有和轻核聚变.
答案：
行星重核裂变
2、为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站。
关于核电站，下列说法正确的是：
（）
A.核电站使用的核燃料是石油或天然气B.核反应堆中发生的是
不可控制的核裂变
C.核电站发电的能量转化过程是：
核能一内能一机械能一电能
D.核电站产生的核废料可像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用
3、能源的开发和利用在“两型社会的建设中起着很重要的作用。
下列能源中，在使用时最安全、最清洁的是：
（）
A.煤气B.太阳能C.电能。
・核
能
4、下图为田湾核电站发电流程图。
在核电站的发电过程中，核能的
获取途径及能量转化顺序正确的是：
（
A.聚变；核能一内能一化学能一电能B.聚变；核能一内能一
机械能一电能
C.裂变；核能一内能一机械能f电能D.裂变；核能一内能一
化学能一电能【第九节能量的转化和守恒】
1、能的转化和守恒定律：
能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
2、能的转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子,都遵循这个定律。
3、能量的转移和转化有一定的方向性。
（1）“永动机”不可能成功是因为它违背了能的转化的守恒定律。
7
（2）自然界的事物的运动和变化都必须遵循能量转化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件却不一定能够发生。
【例题剖析】
例L下列关于核能的说法正确的是（）
A.物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的D.自然界的
原子核只有在人为的条件下才会发生聚变
【基础过关】
1、下列说法中正确的是（
资源的利用，自然界中的能量越来越少
源不断地产生，自然界中的能量越来越多
2、分析下列各现象中能的转化
动水泵转动（电能一机械能）
电能）
电（化学能一电能）
（11）木材燃烧（化学能一热能）
冬天用手摸户外的金属感到冷B、水烧开时，水蒸气把壶盖
顶起
4、、“永动机”至今没有创造成功，其原因是（）
A、科学技术还不够先进；B、机器不能对外输出能量；
C、违背了能量守恒定律；D、机器只能转移能量，不能转化
能量。
【能力提高】
1、下列几种热量的传递过程中，不可能实现的是（）
A、太阳向地球辐射太阳能；B、燃烧的煤，向四周散发
热量；
C、人体在常温下不断向周围散热D、冰箱自发地将箱内热
量散发出去而降温。
2、下列几个过程中，属于能量的转移的是（）,属于能量的转
化的是（）o
a、给电炉通电，电炉丝发红；b、在砂轮上磨刀，会射出火
星；c、晒太阳感到暖和；d、烧水时，水渐渐
热起来到沸腾；e、用打气筒打气，筒壁发热。
3、学习了“能量守恒”后，同学们提出了下面的一些关于利用和开
发我国能源的建议，其中不正确的是（）A.我国煤炭资源丰富，
应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施
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C.我国应进一步开发利用江河水力资源
D.随着资源的不断消耗，我国应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，乂能不断对外多做功的机器
【中考在线】
1、救灾汽车正在公路上急驰，突然发现山体滑坡，紧急刹车。
此时
刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为能，这一过程是通
过实现的，但能量的总量是。
答案：
内做功守恒（不变）
2、小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中正确的是：
（）
A.在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能B.电风扇正常工
作过程中，电能主要转化为内能
C.电热水器工作过程中，内能转化为电能D.跳水运动员在
空中下落的过程中，动能转化为重力势能
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