13.4电流的热效应课件2022-2023学年北师大版物理九年级(共24张PPT)

(共24张PPT)
第十三章 电功和电功率
第四节 电流的热效应
电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程。
灯泡、电视机、电脑主机和显示器,长时间工作后外壳会发热.这是什么原因
电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做电流的热效应.
一、电流的热效应
利用电流热效应工作的装置——电热器
之所以会发热，是电能转化为内能。
一、电流的热效应：
电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？
导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？
1.猜一猜：电流产生的热量与哪些因素有关？
电流、电阻、通电时间
控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→ 对电热Q的影响
控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响
控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化→对电热Q的影响
控
制
变
量
法
点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？
电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着如何测量呢？
既看不见也摸不着的科学量
既看得见也能测量的科学量
转化
转化
利用电流通过导体产生的热量，使液体的温度升高，利用液体温度升高的多少来判断电热的多少。（转换法）
2.怎样判断电流产生热量的多少？
3.要想比较不同的电热使液体温度升高的不同，对液体有什么要求？
采用种类、质量初温都相同的液体并且液体的比热容比较小、升温快、易于观察
R1
R2
电路中， R1____ R2(大于、小于、等于)，甲、乙两烧瓶中的液体，______液体温度升的高
甲
乙
4.仔细观察下图是研究电流产生热量与哪个因素有关的？
实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。
大于
甲
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
电流通过导体时产生热的多少与电阻大小的关系
在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大产生的热量越多。
结论：
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升.通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少
仔细观察下图是研究电流产生热量与哪个因素有关的？
电路中， I1____ I2(大于、小于、等于)，甲、乙两烧瓶中的液体，______液体温度升的高
R1
R2
甲
乙
实验表明：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。
小于
乙
电流通过导体时产生热的多少与电流大小的关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过电阻的电流越大产生的热量越多。
结论：
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升.通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少
仔细观察下图是研究电流产生热量与哪个因素有关的？
实验表明：在电阻和电流相同时，通电时间越长电流产生热量越多。
保持R、I一定，探究Q与t的关系
每隔一分钟记录一下温度计的示数
结论1：在电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2:在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
结论3：在电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
实验结论：
问题1. 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么
灯泡的电阻比电线大得多，在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。灯泡产生的热量更多。
5.生活中电的热现象
问题2. 假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？
大功率用电器的电流过大，在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。引起导线发热过多。
1、内容：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，跟通电时间成正比这个规律叫焦耳定律
2、公式：　Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ
Ｉ的单位用安(A)　Ｒ的单位用欧(Ω)ｔ的单位用秒(s)　 Ｑ的单位用焦(J)
二、焦耳定律
英国 焦耳
新知应用:
一根60 的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量
解： I=U/R=36V/60 =0.6A
Q=I2Rt=(0.6A)2×60 ×300s
=6480J
①纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的，即W=Q，如电灯、电炉、电热器、电熨斗等.
Q=I2Rt=W=UIt=U2/Rt=Pt
②非纯电阻电路，如含有电动机、电解槽等，电流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量Q=I2Rt，但此时Q≠W，而是Q＜W，即W=Q+机械能.
3、电功与电热的联系：
焦耳定律 Q ＝ I2Rt适用于任何电路
新知应用
某电炉上标有“220V800w”字样接在220V的电路中，1min电炉丝产生的热量是多少焦？
解：电炉丝产生的热量是
Q=W=Pt=800W×60s
=48000J
电烙铁
电热水壶
电热毯
电油炸锅
电饭煲
电熨斗
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、电热的利用
1.图中是我们常见的家用电器，它们的工作原理是什么？
2.电流的热效应是否总对人们有利？怎样防止电热产生的危害？请举例说明。
电脑中的CPU在工作时要产生热,如果过热就会损坏芯片,所以要在芯片上加装散热片和风扇.　
5、电热的防止
防止电热的方法：设置散热孔，散热片或在发热部位安装电风扇。
优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等 。
缺点：浪费电能，使电线老化,影响用电器使用寿命，甚至有被烧毁的危险。
6、电热器有什么利和弊？
畅谈收获
1、电流的热效应
2、研究问题的方法
3、焦耳定律的内容
4、电流产生热量的计算
5、电热在生活中的利用和危害
课堂检测：
1、电流通过导体产生的热量跟 _________成正比，跟_______ 成正比，跟_______ 成正比。
2、焦耳定律用公式表示 ______ ，其中Q的单位是 ______，I的单位是_______，R的单位是_______ ，t的单位是__________ 。
3.假如电阻变为0，下列用电器仍能工作的是：（ ） A电饭锅 B 电熨斗 C 白炽灯 D电扇
4.“220V60W”电风扇、电烙铁，电视机正常工作相同的时间，产生的热量最多的是：（ ）
A电风扇 B电烙铁 C电视机 D一样多
电流的平方
通电时间
电阻
A
J
Q=I2Rt
B
D
S

5、通过110Ω电阻丝的电流是2A，产生4400J的热量要用多长时间？
6、某电炉的电阻是100Ω，通电100S，放出4X104J的热量，那么通过电炉的电流是多大？
7、某物体的电阻是15Ω，接在电压为6V的电源上，通电5分钟，该电阻产生的热量是多少？消耗的电能是多少？
8.一个电热杯标有“220 900”字样，此电热杯正常工作2s消耗的电能是多少？1min内产生的热量是多少？