沪科版物理九年级上册第十六章第四节 科学探究：电流的热效应习题课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
物理九年级全一册 HK
第 十六 章 电流做功与电功率
第四节 科学探究：电流的
热效应
学点1　探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关
小组之间交流、讨论，探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关，完成下列的问题：
猜想：如图16－4－1(a)所示，给电烤箱通电，会观察到电烤箱热得发烫，而与电烤箱串联的导线却不那么热；如图(b)所示，给灯泡通电时间越长，感觉灯泡越烫。由上述现象，我们可以猜想通电导体放出的热量可能与导体的________、________和__________有关。
电流
电阻
通电时间
第十六章 电流做功与电功率
导学设计
图16－4－1
设计实验：从生活中的一些现象猜想到多个因素影响通电导体放出的热量，故在探究的过程中采用________法。实验中通电导体放出的热量不能直接观察到，故实验探究过程中通过观察加热质量相等的煤油的________变化来反映，这种研究问题的方法叫做________法。
控制变量
温度
转换
第十六章 电流做功与电功率
实验探究：
步骤一：在探究导体产生的热量与电阻的关系时，应该控制__________________和_________不变，改变_____的大小。实验中为了实现定量和变量，采用了两个不同阻值的定值电阻____联，然后观察温度计示数的变化。如图16－4－2(a)、(b)所示。
图16－4－2
通过导体的电流
通电时间
电阻
串
第十六章 电流做功与电功率
步骤二：在探究导体产生的热量与电流大小的关系时，应该控制______和__________不变，改变______的大小。实验中为了保持电阻不变，采用的方法是________________，为了使电流改变，采用的方法是____________________________。比较在相同时间内，通过定值电阻的电流大小不相等时，其产生的热量是否相等。如图16－4－3所示。
图16－4－3
电阻
通电时间
电流
取一个定值电阻
在电路中串联一个滑动变阻器
第十六章 电流做功与电功率
步骤三：在探究的步骤一、二中，如果给导体通电时间越长，则会发现温度计示数上升得________，这表明通电导体产生的热量与导体的__________有关。
实验结论：由实验探究过程，我们可以概括出：通电导体产生的热量跟__________、____________以及_________有关。
越高
通电时间
导体的电阻
导体中的电流
通电时间
第十六章 电流做功与电功率
学点2　焦耳定律
自学教材P132，回答下列问题：
问题1：电流通过导体产生的热量，跟电流的__________成正比，跟导体的________成正比，跟__________成正比。这个规律叫做焦耳定律。
问题2：焦耳定律可以用公式表示为___________，其中Q表示________________________________，单位是____，I表示________________，单位是____；R表示____________，单位是____。
二次方
电阻
通电时间
电流通过导体时产生的热量
J
导体中的电流
A
导体的电阻
Ω
第十六章 电流做功与电功率
问题3：电流通过导体时，如果电能全部转化为热，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等于消耗的电能，即Q＝W＝UIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式：____________，故此时W和Q的关系为：W＝Q＝____＝____＝______＝____。
Pt
UIt
第十六章 电流做功与电功率
学点3　电流热效应的应用与控制
观察下列用电器的工作特点，回答下列问题：
图16－4－4
第十六章 电流做功与电功率
问题1：这些用电器工作时的共同特点是将______能转化为______能，物理学中，把电流通过导体时电能转化为内能的现象，叫做________________。
问题2：电热既有有利的一面也有不利的一面，结合生活实际，分析一下，在生活中电热会给我们带来哪些危害，应如何进行散热？
电
内
电流的热效应
第十六章 电流做功与电功率
在用电器工作时，由于电流的热效应会导致用电器温度过高，影响用电器的使用寿命；会使绝缘皮老化，甚至引起火灾。电视机的后盖有许多小孔，就是为了通风散热；电动机的外壳有许多散热片，也是为了降温，防止电热带来的危害。
解 析
第十六章 电流做功与电功率
类型一　探究电流产生热量的影响因素
例1　在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了如图16－4－5甲所示装置，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，质量相等的煤油和水，吸收相同的热量，煤油温度上升明显
第十六章 电流做功与电功率
例题分析
图16－4－5
第十六章 电流做功与电功率
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30 s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据(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
第十六章 电流做功与电功率
由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流________，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，同时选择图乙中______(选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶________(选填“串联”或“并联”)。
越大
越多
B
串联
第十六章 电流做功与电功率
(1)实验中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，这种研究方法叫转换法；由于煤油的比热容较小，质量相同的煤油和水吸收热量相同时，煤油温度变化比较明显，所以应选用煤油进行实验；
(2)由表格中数据知，通电时间和电阻相等，电流增大为原来的2倍，温度升高为原来的4倍，即产生的热量为原来的4倍，可知同一导体，在通电时间相等时，产生的热量与电流的二次方成正比；
解 析
第十六章 电流做功与电功率
(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同，所以应该选择B烧瓶和图甲中的烧瓶串联。
第十六章 电流做功与电功率
类型二　焦耳定律的应用
例2　一电阻为10 Ω，通过其电流是5 A，则在通电50 s后，导体产生的热量是多少？
12500 J
答 案
解 析
第十六章 电流做功与电功率
知识点1　探究电流产生热量的影响因素
1．李明利用如图16－4－6所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。他在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞R乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关 (　　)
A．电压　　　　　　　　B．电流
C．电阻 D．通电时间
C
第十六章 电流做功与电功率
当堂检测
图16－4－6
第十六章 电流做功与电功率
本题考查科学探究的过程和控制变量法。煤油上升是热膨胀造成的，煤油上升越高，表明电阻丝产生的热量越多。甲、乙两瓶相比：两根电阻丝串联，通过的电流相等，通电时间相等，R甲大于R乙，结果甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙瓶中的高，这说明：电流产生的热量与电阻有关。
解 析
第十六章 电流做功与电功率
2．用如图16－4－7所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。
图16－4－7
第十六章 电流做功与电功率
(1)实验中通过观察________________________来比较电流产生热量的多少。
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入_____________、___________的同种液体。
(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能_________。
(4)实验结论是______________________________________ _________。
(5)该实验装置还可以研究通电时间一定时，导体产生的热量与____________的关系。
两支温度计的示数(或变化)
质量相同
初温相同
相同
在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的
热量越多
电流大小
第十六章 电流做功与电功率
本题考查了电流通过导体时产生的热量与电阻的关系的实验。(1)电流通过电阻丝做功，消耗的电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少的；(2)为了研究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系，根据控制变量法，要控制煤油的质量、初温相同；(3)因为探究的是热量和电阻的关系，所以选用的两电阻丝的阻值不能相同；(4)实验结论是：在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；(5)该实验装置还可以研究通电时间一定时，导体产生的热量与电流大小的关系。
解 析
第十六章 电流做功与电功率
知识点2　焦耳定律及应用
3．某导体的电阻是2 Ω，当通过1 A的电流时，通电1 min，导体上产生的热量是________J。
120
4．一个电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1210 Ω。它的额定功率是多少？在额定电压下通电10 min产生的热量是多少？
答 案
第十六章 电流做功与电功率
电流的
热效应
电流产生热量
的影响因素
定义
公式：Q=I Rt
2
电流大小
电阻大小
通电时间
第十六章 电流做功与电功率
课堂小结