資源簡介

3.7 電熱器
學習指要
一、知識要點
1．常見的電熱器：電飯煲、電熱水壺、電熨斗、電吹風機、電烙鐵等。
2．電流的熱效應：電流通過各種導體時，會使導體的溫度升高的現象。
3．焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。用公式表示為Q=I2Rt。
二、重要提示
1．各種電熱器都是利用電流的熱效應來工作的。電流通過導體時發熱的過程實質上是電能轉化為內能的過程。
2．電熱器的優點：清潔、無污染、熱效率高，便于控制
和調節等。
3．W=UIt和Q= I2Rt是有區別的，只有當電能全部轉化為內能，電熱正好等于電功時，W=Q才能成立。
科學廣場
電熱器的分類
根據電熱器具所用電熱元件的電熱轉換方式不同，一般可分為電阻式、紅外式、感應式、微波式四大類。在家用電器產品中，以電阻式電熱器具應用最為廣泛。
(1)電阻式電熱器具
電阻式電熱器具的電加熱方式又可分為直接電加熱方式和間接電加熱方式兩種。
直接電加熱方式是將電流直接引入被加熱物體，通過其本身的電阻發熱達到加熱目的。例如，利用水本身的電阻對水加熱的熱水器等產品均屬直接電熱。
與直接電熱法相反，在間接電熱法中，通電發熱的電阻不是被加熱的物體，而是另一種專門材料制成的電熱元件。這種間接電熱法是目前使用最為廣泛的一種形式。
(2)紅外式電熱器具
紅外線用肉眼是看不見的，但波長在1微米以上時卻極易被物體吸收，使物體溫度升高。利用這個原理制成的電熱器具即為紅外式電熱器具。
家用電熱器具中采用紅外式電熱元件的一般有紅外燈，以及管狀、板式、燒結式和粘接式紅外輻射元件五種。
(3)感應式電熱器具
導體在交變磁場中將產生感應電流即渦流。渦流在導體內部克服內阻而流動時便產生了熱，這就是感應式電熱原理，利用這種原理制成的電熱器具就是感應式電熱器具。其熱傳遞主要是靠傳導，所以熱傳遞損失要小得多，熱效率可高達75％或更高，因此應用范圍較廣。
(4)微波式電熱器具
微波加熱實質上是介質加熱。微波電熱器具與煤、煤氣、燃油、木柴等燃料的燃燒相比，電熱轉換具有不可比擬的優點，主要表現在：清潔衛生、沒有污染、熱效率高、節約能源、易于調溫、便于自控、傳輸快捷、使用方便。因此，微波爐有著廣闊的發展前景。
解題指導
【例題】如圖3—18所示的電熱水器，額定電壓為220伏，在正常工作時，通電l2分鐘，電能表示數增加0.1千瓦時。
(1)此電熱水器的功率為多大?
(2)此電熱水器的電阻為多大?
(3)當供電電壓降到200伏時，它的實際功率為多大? 通電l0分鐘，產生多少熱量?
【解析】本題考查電功、電功率、歐姆定律等知識，還要求了解電熱水器工作時的能量轉化關系。(1)電熱水器工作時，將電能全部轉化為內能。所以
(3)當電壓降到200伏時，電熱水器的阻值不變，所以
Q=W= P′t=413.2瓦×l0×60秒=2.48×105焦
【答案】(1)500瓦 (2)96.8歐 (3)413.2瓦 2.48X105焦
【回顧】在進行電流做功產生熱量的計算時，涉及到焦耳定律的公式Q= I2Rt和電功率的公式P額= 及歐姆定律的公式I=。環口應用，但在計算時，各公式中的量一定要對應同一用電器的電壓和功率、電流與電壓、同一時間內產生的熱量。
同步訓練 A組
1．下列常見電器中不是利用電流熱效應工作的是( )
2．一個電暖氣，電阻為55歐，工作時通過電暖氣的電流為4安，則它工作300秒產生的熱量是 焦。
3．下列家用電器不屬于電熱器的是 ( )
A．電爐 B．電熨斗 C．洗衣機 D．電熱毯
4．在相同的時間內，電流通過電阻絲甲產生的熱量比通過電阻絲乙產生的熱量多，則下列說法正確的是 ( )
A．甲的電阻一定大于乙的電阻
B．甲兩端的電壓一定大予乙兩端的電壓
C．甲電阻絲的電阻一定比乙電阻絲的大
D．甲實際消耗的功率一定大于乙實際消耗的功率
5．有下列家用電器：①普通燈泡；②電風扇；③電烙鐵，它們銘牌上的字樣均為“220V 40W”，正常工作相同時間，(1)消耗電能的情況是 ( ) (2)產生的熱量為 ( )
A．普通燈泡最多 B．電風扇最多 C．電烙鐵最多 D．一樣多
6．電流熱效應在科研、生產、生活中被廣泛應用，但有時它也會給我們帶來危害，下列情況中不屬于防止電熱危害的是 ( )
A．電視機的后蓋有許多孔
B．電腦機箱內有小風扇
C．電動機外殼有許多散熱片
D．家電長時間停用，隔一段時間應通電一次
7．現有甲、乙兩只電爐，已知甲電爐的電阻大于乙電爐的電阻，把它們分別接在電源電壓為220伏的電路中，在相同時間內，它們放出的熱量相比較( )
A．甲多 B．乙多 C．同樣多 D．無法判斷
8．某科學興趣小組的同學利用電烙鐵焊接電器元件時，發現電烙鐵通電一定時間后熱得發燙，而跟電烙鐵連接的銅導線卻不怎么熱，這是因為( )
A．電烙鐵比銅導線粗
B．通過電烙鐵的電流大，而通過銅導線的電流小
C．電烙鐵內電熱線的電阻比銅導線的電阻要大得多
D．電烙鐵內電熱絲的通電時間比銅導線的通電時間托
9．小明和小紅想利用如圖所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”。兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較??；燒瓶中B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大。
(1)經過一段時間，兩電阻絲產生熱量的多少是通過 反映出來的。
(2)這兩個燒瓶中所盛煤油的質量應該 。
(3)小紅問小明“水比較容易獲得，為什么不用水代替煤油”。對于這個問題，小明與他的同學給出了下列四種答案，你認為合理的是
A．因為煤油有顏色便于觀察
B．因為煤油有比較大的熱值
C．因為煤油有比較小的密度
D．因為煤油有比較小的比熱容
(4)實驗時，將銅絲和鎳鉻合金絲串聯接入電路中，這是為了控制 相同。
(5)實驗中，小明和小紅發現B燒瓶中溫度計的示數升高得快。這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越 ，產生的熱量越多。
(6)該實驗采用的研究方法叫做 法。
10．普通電熨斗工作時可以看成一根電熱絲，通電加熱即可使用。馬老師把電熨斗(銘牌上有“220伏100瓦”字樣)串聯一只“220伏40瓦”的燈泡，用來調節電熨斗的溫度，方便熨燙不同衣物，如圖所示。
(1)用科學知識分析開關S的通斷對電熨斗溫度的影響。
(2)計算在開關通斷兩種狀態下電熨斗所消耗的電功率。
同步訓練 B組
11．電爐絲斷了，去掉1／5后，仍然接在原來的電源兩端，則在相同時間內產生的熱量與原來產生的熱量之比為 ( )
A．5 ：4 B．1 ：5 C．5 ： 1 D．4 ：5
12．有一只電烙鐵的規格為“220V 110W”，請回答下列問題：
(1)該電烙鐵正常工作時的電流為多少?
(2)該電烙鐵的電阻為多少?
(3)在額定電壓下通電10分鐘產生多少熱量?
13．在探究“家用電器”的綜合實踐活動中，小明與同學合作，在爸爸的協助下，以家里的電水壺為觀察和研究的對象，記錄了如下表所示的有關數據。
觀察對象
有關活動與相關記錄
觀察電水壺銘牌
額定電壓：220 V 額定功率：800 W 容量：2L
觀察電能表銘牌
有關參數：220 V 10(40)A 50 Hz
1200 r／kW·h
在電水壺對水加熱時觀察電能表
關閉家里其他用電器，只將電水壺接人電路，觀察電能表，表盤在2分鐘內轉過了30轉
測量電水壺中水的溫度
壺中裝水量：l.5 kg
通電前溫度：30℃
通電2分鐘后溫度：44℃
根據上表中的記錄，求：
(1)通電2分鐘后壺中的水吸收的熱量[c水=4.2×l03焦／(千克·℃)]。
(2)電水壺正常工作時的電阻值。
(3)2分鐘內電水壺消耗的電能和實際功率。
參考答案
3.7 電熱器
1．B 2．2.64×105 3．C 4．D 5．(1)D (2)C 6．D 7．B 8．C 9．(1)溫度計的示數 (2)相等 (3)D (4)通過電阻的電流和通電時間 (5)大 (6)控制變量l0．(1)S接通時，電熨斗正常工作，溫度最高；S斷開時，電熨斗與燈泡串聯，溫度較低 (2)S接通時，消耗功率為100瓦；S斷開時，消耗功率為8瓦 11．A[解析：Q1=W1=P1×t=×t，Q2=W2=P2×t=·t， R2=R1，則Q2 ：Q1=R1 ：R2=5 ：4] 12．(1)0.5安 (2)440歐 (3)6.6×104焦 13．(1)8.82×104焦 (2)60.5歐 (3)9×104焦 750瓦

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