【名师课堂】物理课件：北师大版九年级全册第十三章 四电流的热效应（共55张PPT）

课件55张PPT。　四　电流的热效应?体验 电流的热效应?
活动:在电饭锅内装入等质量的初温相同的水,加热。观察电饭
锅中的水及其导线的发热情况。
活动1:加热两分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线
感受其温度。
活动2:加热五分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线
感受其温度。
活动3:加热十分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线
感受其温度。(1)对比三次活动中温度计示数的变化,可看出,随着通电时间
的加长,锅内水的温度越来越　　　　　　(选填“高”或
“低”)。
(2)对比在相同时间内,电饭锅和导线的温度,可看出,在相同时
间内,　　　　　产的热多。
提示:(1)高　(2)电饭锅1.电流的热效应与哪些因素有关?
2.焦耳定律内容和公式分别是什么?
3.电流热效应有哪些应用和危害?探究1 电流热效应与哪些因素有关?
结合“体验”,思考以下问题,
1.电流的热效应:通过“体验”可知,电流通过导体时,将
　　　　　　能转化为　　　　　能,导体发热。这种现象即
为电流的热效应。
提示:电流的热效应是指电流通过导体时,将电能转化成热(内)
能。
参考答案:电　热(内)2.猜想与假设:通过体验和日常现象,电流的热效应与_______、
　　　　、　　　　　有关。
提示:由体验可看出,通电时间越长,产热越多;电阻越大,产热
越多,故导体的产热多少与通电时间和电阻大小有关。根据生
活现象,一般通过导体的电压越大,它的电流越大,导体发热也
越多,故还可以猜想电流的热效应与通过导体的电流有关。
参考答案:通电时间　电阻大小　电流3.实验方法:　　　　　和　　　　　。
提示:导体产热与多个因素有关,为了保证探究的准确性,应采
用控制变量法。由体验可知,导体产热的多少是通过用温度计
测量水的温度变化看出来的,所以还用到转换法。
参考答案:控制变量法　转换法4.测量器材:实验中为了明显观察到导体产热的变化,所以应选
用的液体是　　　　　　;为了方便研究产热多少与电流大小
的关系,还应选用的器材是　　　　　　。
提示:液体的比热容越小,吸收相同的热量,温度升高得越明显;
在电压一定时,电阻越大,电流越小,所以为了方便改变电流大
小,可选用滑动变阻器接入电路。
参考答案:煤油　滑动变阻器5.实验设计及分析:
(1)探究电流热效应与电阻的关系
①思路:需控制　　　　　　、　　　　　　不变,改
变　　　　　　　。
参考答案:电流　通电时间　电阻②根据探究目的连接电路(R1使两个电热丝串联,且保证两个电热丝的材料不同,才能改变电
热丝的电阻。
参考答案:如图所示③总结结论:实验中发现,B瓶中的温度上升明显,由此得出结
论___________________________________________________。
提示:两个电阻串联,通过两个电阻的电流相等,在相等的时间
内,电阻大的电热丝放出的热量多,说明电流产生的热量跟电阻
有关。
参考答案:电流通过导体产生的热量跟电阻有关,电阻越大产生
的热量越多(2)探究电流热效应与电流的关系
①思路:需控制　　　　　　、　　　　　　不变,改变
　　　　　。
参考答案:电阻　通电时间　电流②根据探究目的连接电路(R3=R4)提示:根据探究思路,要探究电流热效应与电流的关系,需控制
电阻和通电时间相同,改变电流,故需要利用两个相同的电阻丝,
为了使通过的电流不同,故需要用两个滑动变阻器与两个电热
丝分别串联,再将其并联在电路中。参考答案:如图所示
③总结结论:实验中发现,B瓶中的温度上升明显,由此得出结
论　　　　　　　　　　　　　。
提示:调节滑动变阻器,使滑动变阻器的电阻不同,电流不同,加
热相同的时间,发现电流大的煤油温度升高得多,说明产生的热
量跟电流有关。
参考答案:电流通过导体产生的热量跟电流有关,电流越大产生
的热量越多(3)探究电流热效应与通电时间的关系
①思路:需控制　　　　　　、　　　　　　不变,改变
　　　　　。
参考答案:电阻　电流　通电时间②总结结论:实验中发现,通电时间越长,瓶中的温度上升得越
高,说明了　　　　　　　　　　　　　　　。
提示:同一个瓶中的电阻不变,通过电阻的电流不变,通电时间
越长,温度计示数变化越大,表明电流通过导体产生的热量跟通
电时间有关。
参考答案:电流通过导体产生的热量跟通电时间有关,通电时间
越长,产生的热量越多6.交流与评估:
(1)在实验中,滑动变阻器的作用是:
①__________________________________________________;
②__________________________________________________。
提示:把滑动变阻器接入电路,增大了电路中的电阻,可以限制
电路中的电流,有保护电路的作用;另外,选用两个阻值相同的
电阻,各串联一个滑动变阻器,通过调节滑动变阻器的阻值,在
相同的时间内通过大小不同的电流,比较使质量相同的同种液
体温度升高的情况,判断电阻产生热量的多少。
参考答案:①保护电路　②改变电阻中的电流(2)实验中为什么选用煤油而不是水?
提示:由于煤油的比热容比水的比热容小,吸收相同的热量后,
煤油升高的温度高,实验现象明显。
参考答案:煤油的温度变化明显探究2 焦耳定律及其应用
1.根据电流热效应的影响因素,可知电流通过导体产生的热量
跟　　　　　　　　有关,在焦耳经过大量的实验后,得出电流
通过导体产生的热量跟　　　　　　成正比,跟　　　　　成
正比,跟　　　　　　　　　成正比。用公式可以表示
为　　　　　　　　　　?
参考答案:电流、导体的电阻、通电时间　电流的平方　电阻
通电时间　Q=I2Rt2.根据焦耳定律及欧姆定律，在纯电阻电路中，如何用电压或
电功率求解？
参考答案：3.焦耳定律的适用范围是___________。
提示：焦耳定律是一个实验定律，它可以针对任何导体，它的
适用范围很广。只要遇到电流热效应的问题，都可以使用焦耳
定律。
参考答案：所有电路探究3 电热的利用和防止?
1.根据电流做功的实质分析电热的利用及电热器的优缺点?
参考答案:电热的利用:电热器是利用电来加热的设备。电流通
过导体,导体就要发热,电热器就是利用这种现象制成的。电热
器工作过程中,消耗的电能转化成热。电热器的主要工作部分
是发热体,它是用电阻大、熔点高的金属电阻线绕在绝缘材料
上制作的。
电热器优点:清洁、无污染、热效率高,且便于控制和调节。有
时也有不利的作用:如果损坏用电设备,容易发生火灾等。2.根据电流的热效应分析为什么要防止电热的危害?
参考答案:防止电热的危害:用电器中通过电流时产生的热会使
导体的温度升高,使用电器不能正常工作,并且使绝缘材料迅速
老化,造成危害。因此,在制作和使用电器时要采取有效措施进
行散热,以防止电热造成的危害。例如,电视机和电脑的散热窗
都是为了防止电热的危害。一、电流的热效应
1.定义:电流通过导体时,导体会_____的现象。
2.影响因素:电流、通电时间、电阻。
(1)在电流和通电时间相同时,电阻_____,产生的热量就越多。
(2)在电阻和通电时间相同时,通过电阻的电流_____,产生的热
量越多。
(3)在电阻和电流相同时,通电时间_____,产生的热量越多。发热越大越大越长二、焦耳定律
1.内容:电流通过导体时产生的热量跟___________成正比,跟
导体的电阻成_____,跟通电时间成_____。
2.公式:______。
3.单位:Q-J,I-A,R-Ω,t-s。
4.变形公式:
(1)求电流:
(2)求电阻:
(3)求通电时间: 电流的平方正比正比Q=I2Rt三、电流热效应的利用、危害及防止
1.利用:
(1)家用电热器:_______、_________、_______。
(2)生产用电热器:_______、_______、_______。
2.危害及防止:为避免用电器因_____而被烧毁,可采用设置
_______、_______或在发热部位安装_______等方法散热。电熨斗电取暖器电饭煲孵化器电烤箱烘干机升温散热孔散热片电风扇考点1 电流热效应与哪些因素有关
【典例1】小明利
用如图所示的实验装置探究“导体产
生的热量与电阻大小的关系”。甲、
乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤
油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬
合金丝的电阻小。(1)实验中煤油吸热的多少是通过　　　　来反映的(选填“温
度计示数”或“加热时间”)。
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而
不用水做实验,是因为煤油的比热容　　　　(选填“大于”或
“小于”)水的比热容。
(3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出
的实验结论是________________________________________。
(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是________________
____________________________________________________。【思路导引】【精讲精析】本题考查导体产生的热量与电阻大小关系的实验
探究。(1)实验前,甲、乙中的煤油温度相同,在实验过程中,两
电热丝放热,煤油吸热,温度升高,故煤油吸热的多少是通过温
度计的示数来反映的。(2)在吸收相等热量和等质量的情况下,
因煤油的比热容小于水的比热容,根据Q吸=cmΔt可知煤油升温
比水显著,实验效果明显。(3)由题图可知,两电热丝串联,通过
的电流及通电时间相等,乙瓶中的温度计示数升高得快,说明乙
瓶中电阻较大的镍铬合金丝放热多,故可得出结论:在电流和通
电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多。
(4)在该实验中,两电热丝放热的多少,通过煤油升温的高低来
反映,这是转换法;两电热丝串联,控制电流及通电时间相等,
而电阻大小不同,这是控制变量法。
答案:(1)温度计示数　(2)小于
(3)在电流和通电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多
(4)控制变量法或转换法(填对一个即可)【方法归纳】利用转化法和控制变量法
(1)转化法:通过温度计变化的示数判断放出热量的多少。
(2)控制变量法:
①探究与电流的关系:需要用到滑动变阻器和两个相同的电热
丝,且要并联连接。
②探究与电阻的关系:将两个不同的电热丝串联连接。
③探究与通电时间的关系:用同一个电路,改变加热时间。考点2 电热的计算?
【典例2】武汉市某小学的学生发明的电热
课椅获得了国家专利。有一种电热课椅主要由坐垫和脚踏组
成,它的电路示意图如下。坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别
为260Ω、150Ω,脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω。闭合开
关S1,调节开关S2,可以使脚踏分别处于“低温挡”“中温挡”
和“高温挡”。(不考虑温度的变化对电阻的影响)(1)该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦?
(2)当脚踏处于“中温挡”时,电热课椅在10s内产生的热量是
多少焦?【思路导引】按照以下思路思考：
发热的挡位高低→电压一定时，根据公式 ,电阻大，功
率小，挡位低；电阻小，功率大，挡位高→用Q=I2Rt计算电流
产生的热量。【精讲精析】本题考查了电路分析和电热的计算。
(1)S2接a触点时，R3单独接入电路，脚踏处于“高温挡”，
电热课椅消耗的功率最大。
(2)S2接c触点时，R3和较小的电阻R2串联接入电路，脚踏处于“中温挡”，
答案：(1)121 W (2)880 J【方法归纳】电热的计算1.下列用电器中，利用电流热效应工作的
是( )
A.电视机 B.电热毯 C.电风扇 D.电脑
【解析】选B。本题考查了电热的利用。电流的热效应是指电
流通过导体时电能转化成热的现象，电热毯是利用电流的热
效应工作的。 电视机、电脑主要是将电能转化为光能和声能，
电风扇主要是将电能转化为机械能。故选B。2.电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接
电烙铁的导线却没有明显发热，这主要是因为( )
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电烙铁快
C.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
D.导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻
【解析】选D。本题考查了电热与电阻的关系。导线与电烙铁
串联，通过的电流相同，由于导线的电阻远小于电烙铁电热丝
的电阻，根据公式Q=I2Rt可知，导线产生的热量远小于电烙铁
产生的热量，故选D。3.两个电阻R1和R2,且R1电源上,要使相同时间内产生的热量最多,就应该(　　)
A.只用R1 B.只用R2
C.R1和R2串联 D.R1和R2并联
【解析】选D。本题考查了电热与电阻的电路连接问题。根据
电阻串联的越多,电阻越大,且大于任何一个分电阻,电阻并联
的越多,电阻越小,且小于任何一个分电阻,故当两个电阻并联
时总电阻最小;根据Q=W= 可知,两电阻并联时,电路的总电
阻最小,相同时间内产生的热量最多。故选D。4.某暖手宝的部分性能指标如表,当袋内的
水原来温度是20℃时,在额定电压下加热至指示灯熄灭,此过程
水吸收的热量是　　　　　J;若加热过程所需要的时间为210s,
不计热量的损失,则加热电阻为　　　　　Ω。[水的比热容为
4.2×103J/(kg·℃)]【解析】本题考查的是物体吸热和电流产热的计算。由题意可
知:水的体积V=1L=1×10-3m3,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1 kg,
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1 kg×(70℃-20℃)
=2.1×105J;由于不计热量的损失,有W=Q吸,则暖手宝的功
率 该暖手宝的电阻
答案:2.1×105　48.45.如图所示的装置可用来定性研究　　　定
律。将电阻R甲与R乙(R甲>R乙)串联在电路中是为了使时间和
_________相同,通过温度计示数的变化可以比较　　　　　的
多少。【解析】本题考查电流热效应与哪些因素有关的探究。根据题
图可知该实验装置是研究电流通过导体产生的热量与什么因素
有关,由此可得到焦耳定律。两电阻串联,可控制通电时间相
同、通过的电流相同,研究电热与电阻的关系。通过温度计示
数的变化可以比较电流产生热量的多少。温度计示数变化越大,
电流产生的热量越多。
答案:焦耳　电流　电流产生热量6.如图所示是“探究电流的热效应跟电阻大
小的关系”的实验装置图。A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属
丝,烧瓶A内的金属丝是铜丝,电阻较小;烧瓶B内的金属丝是镍
铬合金丝,电阻较大。在实验中应使两瓶中盛装的煤油质
量　　　　　　　。那么,当开关S闭合,通电一段时间后,两瓶
中温度上升较快的是　　　　　　(选填“A”或“B”)瓶。【解析】本题考查“探究电流大小与电阻大小关系”实验中电
阻丝的选择及产热多少的判定。“探究电流大小与电阻大小关
系”应采用控制变量法,使两烧瓶内煤油的质量相同,两电阻丝
串联,使流过它们的电流和通电时间相同。镍铬合金丝的电阻
大于铜丝的电阻,所以在相同的电流和通电时间时,根据焦耳定
律可知,电阻大的产热多。所以B烧瓶内煤油温度升高较快。
答案:相等　B7.如图是电动汽车动力系统示意
图。汽车行驶时,通过改变滑动
变阻器的阻值来调节电动机转速,
从而改变行驶速度。当汽车速度
最大时,电压表的示数为180 V,电流表的示数为15 A。
求:(1)此时电动机消耗的功率。
(2)若电动机的内阻为0.4Ω,则一分钟内电动机内阻产生的热
量是多少?【解析】本题考查了电功率及电热的计算。
(1)电动机消耗的功率
P=UI=180 V×15 A=2 700 W;
(2)一分钟内电动机内阻产生的热量
Q=I2Rt=(15 A)2×0.4Ω×60 s=5 400 J。
答案:(1)2 700 W　 (2)5 400 J 找找你容易错在哪里?
一台电动机正常工作时,两端的电压为220 V,通过线圈的电流
为10 A。若此线圈的电阻为2Ω,则这台电动机1 min内产生的
热量是多少焦耳?
【学生自答】
W=Q=UIt=220 V×10 A×1 min=2 200 J 【教师点评】
(1)公式错误:电动机工作时,把电功部分转化为
电热,所以W不等于Q。
(2)单位没有进行换算,需将时间单位换算为s。
【正确解题】
Q=I2Rt=(10 A)2×2Ω×60 s=1.2×104J