2021-2022学年度沪科版九年级物理上册课件 16.4科学探究：电流的热效应(共26张PPT)

(共26张PPT)
第十六章 电流做功与电功率
九年级物理沪科版·上册
第四节 科学探究：电流的热效应
授课人：XXXX
新课引入
观察图片
电暖器
电热水壶
电饭煲
电流通过这些用电器做功，将电能转化成什么形式的能？
学习目标
新知讲解
一、电流的热效应：
电流通过导体时电能与转化为内能的现象叫做电流的热效应。
它们的共同特点是：电流通过导体时电能与转化为内能。
新知讲解
二、通电导体产生的热量与哪些因素有关？
猜想与假设
（1）根据日常生活经验可知，通电导体产生的热量可能与电流的大小以及通电时间有关；
（2）电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。
通电导体产生的热量可能与电阻的大小有关。
设计实验与制订计划
（1）要研究通电导体产生的热量与电流、电阻以及通电时间的关系，要采取什么研究方法？
控制变量法
（2）怎样比较导体产生热量的多少？这种方法叫什么？
转换法
通过观察温度计升高的示数来判断；
新知讲解
新知讲解
（一）探究电流产生的热量与通电时间是否有关。
进行实验与收集证据
应用控制变量法，探究电流产生的热量与通电时间是否有关，要控制电流和电阻的大小相同。
电路图设计
实物图
新知讲解
时间t/min
温度T /℃
结论：
对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越 。表明电流产生的热量越 。
高
多
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，并填写到设计好的表格中。
（二）探究电流产生的热量跟电流大小是否有关。
新知讲解
和上述实验电路相同，取质量温度均与上述实验初始状态相同的煤油。
应用控制变量法，探究电流产生的热量与电流大小是否有关，要控制通电时间和电阻的大小相同。
通过调节滑动变阻器改变通过电阻的电流。
新知讲解
时间t/min
温度T /℃
结论：
对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通过的电流越大，煤油的温度越 。表明电流越大，电流产生的热量越 。
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，记录玻璃瓶内煤油的温度。
高
多
（三）探究电流产生的热量跟电阻大小是否有关。
新知讲解
1.应用控制变量法，探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，要控制通电时间和电流的大小相同；
2.通过串联的方式达到控制通电时间和电流大小相同的目的。
R1≠ R2
新知讲解
结论：
在通过的电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越 。表明电阻越大，电流产生的热量越 。
时间t/min
温度TR1 /℃
温度TR2/℃
高
多
记录数据填入表中：
新知讲解
探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关
综上所述，通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电时间有关。
新知讲解
(3)在通过的电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
(1)对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多；
(2)对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通过的电流越大，电流产生的热量越多；
强化训练
(北部湾中考)如图所示是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，A、B两个U型管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A. I1＝I2，A管中的液面较低；
B. I1＝I2，A管中的液面较高；
C. I1＞I2，A管中的液面较低；
D. I1＞I2，A管中的液面较高；
D
新知讲解
二、焦耳定律
电流流过导体时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。
1.内容：
2.数学表达式：
热量 电流 电阻 时间
J A Ω s
意义：
单位：
焦耳（1818年-1889年），英国物理学家
新知讲解
3.焦耳定律的理论推导
当电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W。
即
1.当电流通过导体时，如果消耗的电能全部转化为内能，这样的电路称为“纯电阻电路”，此时，。
注意
2.当电流通过导体时，如果消耗的电能只有部分转化为内能，这样的电路称为“非纯电阻电路”，此时，，。
强化训练
(2018·哈尔滨) 通过110Ω电阻丝的电流是2A，产生8800J的热量需要通电 s，这段时间电流做的功是 ______ J。
20
8800
新知讲解
例题　某电热器接在220 V的电源上，其电阻是100 Ω，则通电8 min能产生多少热量？
已知：U＝220 V，R＝100 Ω，t＝8 min＝480 s。
求：Q
解：根据已知条件，由欧姆定律，得
将 I 的值代入焦耳定律的公式，得。
答：这个电热器通电8 min产生的热量为 2.3×105 J。
知识总结
1.(2018·铜仁) 有两个电阻：R1=６Ω，R2=８Ω，若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比W1：W2 = ；若将它们并联在电路中，它们在相同时间内产生的热量之比Q1：Q2 = 　 　 。
3：4
4：3
目标测试
2.(2018·潍坊) 最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（　　）
A.欧姆 B.焦耳 C.奥斯特 D.法拉第
B
目标测试
3.(2018·北京) 【多选题】小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。根据上述实验，下列说法中正确的是（　　）
A.此实验探究的是热量与电阻的关系
B.此实验探究的是热量与电流的关系
C.此实验探究的是热量与时间的关系
D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少
AD
目标测试
4.(自贡中考) 计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（　　）
A. B. C. D.前面三个都可以
C
目标测试
目标测试
5.(龙岩中考) 10Ω的电阻R1和5Ω的电阻R2串联接在一电源中，通电1min电阻R1产生的热量是600J。
求：（1）通过R1的电流I1；（2）加在R2两端的电压U2。
解：（1）根据焦耳定律可得：
。
（2）R1与R2串联，根据串联电路电流处处相等的特点可知：。
由得：。
答：（1）通过R1的电流I1=1A；（2）加在R2两端的电压U2=5V。