2022 沪科版物理 九年级全 第十六章 第四节　科学探究：电流的热效应 习题课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
第四节　科学探究：电流的热效应
探核心·思维养成
【课题一】电流的热效应(教材P129)
如图所示是生活中常见的几种用电器
1．以上用电器通电后，伴有大量热产生的有___________________。
2．电流通过导体时，电能转化为_________的现象叫作电流的热效应。
电熨斗、电饭煲
内能
【课题二】探究电流产生的热量与哪些因素有关(教材P129～132)
【实验储备】
1．探究方法：(1)电流通过导体时产生的热与电流、电阻、_____________有
关，研究其中一个因素对实验产生的影响时，应控制其他因素相同，需要应
用“_______________”；(2)实验中，通过观察_____________________来反映
导体产生热量的多少，属于物理学习中常用的“转换法”。
通电时间
控制变量法
温度计的示数变化
2．滑动变阻器的作用：(1)在探究环节中，防止电路中电流过大，起_______
___________的作用；(2)探究电热与电流的关系时，改变电路中的_________，
多次测量，收集数据。
保护
电路元件
电流
【实验操作】
探究准备
　实验器材：电源、电阻丝、___________、滑动变阻器、开关、导线、托盘
天平、___________、秒表等。
环节一　探究电流产生的热量与通电时间的关系
探究装置
依照电路图，用笔画线代替导线将电路补充完整。
电流表
温度计
答：
探究过程
1．根据电路图正确连接好实验电路，在连接电路时，开关应处于_________状
态，滑动变阻器的滑片应调至_____________的位置。
2．接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流的大小不变，
每间隔一定时间记录一次温度计的示数。
3．整理实验器材。
断开
最大阻值
实验数据：
分析与结论
　对同一电阻丝，在电流大小不变时，通电时间越长，煤油的温度越
_____，表明电流产生的热量越_______。
时间/min 0 2 4 6 8 10
温度/℃ 20 21 22 23 24 25
高
多
环节二　探究电流产生的热量与电流大小的关系
探究过程
1．取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍按探究1图连接电路。
2．实验操作与实验数据：闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录煤油瓶内煤油的温度。
3．整理实验器材。
实验数据：
分析与结论
对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越
______，表明电流越大，电流产生的热量越_______。
实验
次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高
量/℃
1 0.3 30 10 1.0
2 0.6 30 10 4.0
3 0.9 30 10 9.0
高
多
环节三　探究电流产生的热量与电阻大小的关系
探究装置
　依照电路图，用笔画线代替导线将电路补充完整。
答：
探究过程
1.选取两根阻值___________的电阻丝，两个装有初始温度_________(记为t0 )、
等质量(记为m0)煤油的玻璃瓶，按如图所示的电路图将实验器材连接起来。
2．实验操作与实验数据：
不一样
相同
【延伸思考】
　(1)实验中为什么选用煤油而不是水？
答案：_____________________________________________________________
___________
(2)探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，为什么取质量相同的同种液
体？
答案：_____________________________________________________________
____________________________________________________________________
_______________________________
煤油的比热容小于水的比热容，在吸收的热量相同时，煤油的温度
变化明显
在误差允许的范围内，实验中液体吸收的热量Q吸与电热相等；由Q吸
＝cm(t2－t1)可知，只有取同种、质量相等的液体时，才能用温度计的示数变
化来反映电流产生的热量的多少
深度理解
　实验中，由于有部分热量散失在空气中以及容器也会吸收部分热量，因此“电热”大于液体吸收的热量，只是利用温度计示数变化近似来反映“电热”的多少，不可以利用 Q吸＝cm(t2－t1) 来计算“电热”。
【新知点拨】
　如图所示为探究电流产生的热量与电阻大小关系的实物图。(1)利用此原理图，可以探究“电热与时间”的关系，操作方法是在不同时间内，只观察同一个烧瓶内温度计示数变化；(2)还可以探究“电热与电流”的关系，操作方法是移动滑片改变电流后，观察同一个烧瓶内温度计的示数变化。
【课题三】
焦耳定律(教材P132)
1.内容：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
_________成正比，跟_____________成正比。
2．公式：___________。
3．物理符号与单位：Q－_________－J、
I －电流－______、R－电阻－Ω、t－时间－s。
电阻
通电时间
Q＝I2Rt
电热
A
析典题·领悟技法
【知识点一】探究电流通过导体时产生热量跟什么因素有关
【典题1】在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中：
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶
内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，
来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫___________。
若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用_________(选填“煤
油”或“水”)，理由是_______________________________________________
___________。
转换法
煤油
煤油比热容小，相等的质量吸收相同的热量，温度
上升明显
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30 s后得到温度的升高量填入表中；然后改变电流大小，重复上述操作，获得3组数据(见表)。
实验
次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高
量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
3 0.9 30 10 13.5
由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量_______
__。
(3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，
同时选择乙图中______(选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶_________(选
填“串联”或“并联”)。
越多
B
串联
【典题延伸】
(4)某小组选用如图所示实验装置来做探究实验，在实验中观察到左侧U形管
中液面很快出现高度差，右侧U形管中液面高度差为零，原因可能是电阻丝
______(选填“R1”“R2”或“R3”)出现故障。
(5)如(4)题中图所示，把右瓶并联的两根电
阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻
丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的
热量跟_________的关系，一段时间后电阻
丝产生的热量_________(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
R2
电阻
左瓶
【易错警示】
(1)实验中，通过比较温度计示数的变化，来反映电流产生的热量多少。提示：是“温度计示数的变化”而不是“温度计示数”；只有当液体初始温度相同时，则可以通过比较温度计示数，来反映电流产生的热量多少，相当于控制了变量，简化了实验。
(2)下结论时，一定要注意“控制变量”，即一定要写好前提条件。
【知识点二】焦耳定律公式的应用
【典题2】(2020·新疆中考)如图所示的电路中，电源电压为6 V，闭合开关S后，通过电阻R1的电流为1 A，通过电阻R2的电流为2 A。求：
(1)通过电流表的电流；
(2)电路的总电阻；
(3)整个电路在10 s内产生的热量。
【变式】(2021·呼和浩特质检)在如图所示电路中，定值电阻R0的阻值为
20 Ω，电动机线圈电阻为2 Ω。闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8 A和0.3 A，则(1)1 min内该电路消耗的电能为多少？
(2)1 min内电流通过电动机产生的热量为多少？
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电动机的电流：
IM＝I－I0＝0.8 A－0.3 A＝0.5 A，
1 min内电流通过电动机产生的热量：
Q＝IM2Rt＝(0.5 A)2×2 Ω×60 s＝30 J。
答案：(1)288　(2)30
内容
控制变量法
转换法
时间
电流
电阻
影响电热的因素
引入
实
验
方
法
焦耳定律
电流的热效应
电热计算推导式
表达式
Q=I Rt
Q=W=Pt=UIt=I2Rt
纯电阻电路
适用条件