师：同学们，今天我们一起来学习第十五章第三节电热器电流的热效应第2课时。大家思考一下，下图所示的家用电器中，哪些是利用电流热效应工作的呢？

　　生：电热器、电饭煲、电熨斗。

　　师：对，这些用电器就是我们所说的电热器，它们在工作过程中将电能几乎全部转化为内能，即电流通过导体产生的热量q等于电流通过导体做的功w，q = w 。电热器中主要组成部分是发热体，那制作发热体的电阻丝有什么特点呢？根据q = i2RT可知，电阻越大产生的热量越多，所以做电阻丝的材料需要选电阻率大的。同时，为了使电阻丝在很高的温度下不至于熔化，我们还要选熔点高的材料。因此，制作发热体的电阻丝应该选电阻率大而熔点高的材料。电热器还具有什么特点呢？

　　生：清洁、无污染、热效率高。

　　师：没错，所以电热器在日常生活中被广泛应用。那么，微波炉、电磁炉也是电热器吗？我们先来了解一下它们的工作原理。1980年，巴黎出现了一种被称为“烹饪之神”的炊具——微波炉，其心脏是磁控管，能产生每秒24亿5000万次的超高频率的微波，快速震动食物内的蛋白质、脂肪、水分子等，使分子之间相互碰撞、挤压、重新排列组合。简而言之，它是靠食物本身内部的摩擦生热的原理来烹调的。电磁炉是利用电磁感应加热的原理制成的，使用时加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。由此可见，微波炉和电磁炉它们都不是电热器。根据焦耳定律可知，只要用电器中导体有电阻，电流通过时就会有热效应产生，而且对于有些设备，这些电热会影响用电器的性能及寿命，并且使绝缘材料迅速老化，造成危害。所以需要减少电热的产生或加快散热的速度。例如CPU上的散热片和散热风扇，主机箱上的散热孔，电视机和显示器上的散热窗，电动自行车充电器上的散热网格，小马达上的散热片，投影仪、机顶盒上的散热网孔等等，都是为了防止由于电热使温度过高而导致设备性能降低甚至损坏而采取的散热措施。下面我们来看一道例题。

　　如果电视机电烙铁和电风扇上都标有“220伏 60瓦”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则下列说法不正确的是：A. 消耗的电能一样多；B. 电流做的功一样多；C. 产生的热量一样多；D. 电烙铁产生的热量最多。根据公式w = PT，都在额定电压下工作，实际功率等于额定功率，而三个用电器的额定功率都等于60瓦，所以实际功率相等。又因为工作相同的时间，因此电流做的功一样多。电流做功的过程就是消耗电能转化为其他形式能的过程，所以消耗的电能也一样多，因此A、B两个选项都正确。那么产生的热量q又是什么关系呢？

　　生：电烙铁是电热器，电流做功将电能几乎全部转化为内能，即q = w；而电视机是将电能主要转化为光能和声能，电风扇是将电能主要转化为机械能，只有一小部分转化为内能发热，所以q ＜ w，选项D正确。

　　师：非常好，因此这道题说法不正确的答案选C。像电动机这样的用电器，工作时将电能主要转化为机械能，一小部分转化为内能。还有其他很多用电器，工作时将电能主要转化为一些其他形式的能和一小部分电能。像这样的电路我们称之为非纯电阻电路，电流做功w = UIT，或者w = PT，电热q = i2RT，q ＜ w。像电热器这样的用电器，工作时电能几乎全部转化为内能，像这样的电路我们称之为纯电阻电路。电流做的功w = UIT = PT = $\frac{U2}{R}$×t = i2RT，电热q = i2RT。在纯电阻电路中，因为电流做的功与电流通过导体产生的热量相等，所以电热q也可以这样计算：q = w ，然后w再等于UIT = PT = $\frac{U2}{R}$×t。下面我们来看一道例题，如图所示，该实验电路通电1分钟，求：一、电流对电阻做的功；二、电阻产生的热量。从图中我们可以获取以下信息，电阻两端的电压为2伏，电路中的电流为0.2安，电阻的阻值为10欧。已知电压U = 2伏，电流I = 0.2安，电阻R = 10欧，通电时间t = 1分钟 = 60秒。解：求电流做的功w = UIT，代入数据，电压为2伏，电流为0.2安，通电时间为60秒，计算得到电流做的功为24焦耳。电流通过电阻产生的热量，根据焦耳定律，q = i2RT，代入数据，0.2安的平方乘以10欧，乘以60秒，得到24焦耳。由此可见，q = w，因此定值电阻是纯电阻电路。

　　对于纯电阻电路，电功除了可以用UIT计算，还可以用欧姆定律推导得到两个推导公式，w = $\frac{U2}{R}$×t 。我们代入数值，2伏的平方除以10欧，乘以60秒，得到24焦耳，也可以由w = i2RT来计算，等于0.2安的平方乘以10欧乘以60秒，同样可以得到24焦耳。也就是说，在纯电阻电路中，电功的计算我们有多种选择，可以用w = UIT，w = PT，w = $\frac{U2}{R}$×t ，w = i2RT这四个公式，它们得到的结果都是相同的。大家可以根据已知条件选择一个最便捷的公式进行计算。关于电热，我们可以直接由q = w得到，电热等于24焦耳。那么对于纯电阻电路中电热的计算，我们除了用焦耳定律q = i2RT以外，也可以利用q = w，利用电功的计算公式求出电功的大小。

　　例三，某电热器接入220伏的电路中，正常工作时，其电阻丝的电阻为55欧，则该电热器在20分钟内会产生多少热量？解：求电热，我们根据q = w，因为它是电热器纯电阻电路，而w在这里我们选哪一个公式呢？我们已知电压、电阻和通电时间，就可以选择$\frac{U2}{R}$×t 代入公式，220伏的平方除以55欧乘以20×60秒，计算得到1.056×10?焦耳。