【轻松备课】沪科版物理九年级上 第十六章第四节 科学探究：电流的热效应 教学课件

(共27张PPT)
第四节 科学探究：电流的热效应
第十六章 电流做功与电功率
1．能通过生活实例，认识电流的热效应。
2．通过实验，探究通电导体放出的热量与哪些因素有关。在设计实验过程中运用控制变量法和转换法。
3．能在实验的基础上引出焦耳定律，会应用焦耳定律进行计算。
学 习 目 标
新 课 引 入
爸爸根据什么道理判定小明是否看过电视？
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
电热器
管状电热器
热水器
饮水机
新 课 讲 解
电熨斗
电烤箱
电炉
电烙铁
点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
提出问题：电流的热效应与哪些因素有关？
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）浴霸灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡下面非常热，电线却不怎么热，这是为什么？
（2）如果将小功率的浴霸灯泡换成大功率的浴霸灯泡，灯泡下面更热，这又是为什么？
（3）浴霸灯泡通电的时间更长，会产生更多的热量，这说明了什么？
电阻不同
电流不同
时间不同
想想议议
导体的电阻
导体中电流
通电的时间
猜想：
影响电热大小的因素——
想一想，我们应该采用什么样的研究方法？
控制变量法
演示
电阻丝
（1）电流产生的热量与通电时间的关系
（1）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
演示
电阻丝
（2）电流产生的热量与电流的关系
（2）在通电时间和电阻相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
实验结论
演示
电阻丝
（3）电流产生的热量与电阻的关系
（3）在通电时间和电流相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
实验结论
　　焦耳（J. P. Joule，1818—1889），
英国物理学家。他用近 40 年的时间
做了 400 多次实验，研究热和功的关
系。通过大量的实验，于 1840 年最
先精确地确定了电流产生的热量与
电流、电阻和通电时间的关系。
焦 耳
小资料
Q = I R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω s
公式：
含义：
单位：
二、焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
为什么用导线连接的电炉通电后，电炉很快发红发热，而导线却不热？
因导线电阻很小（百分之几欧姆），而电炉电阻很大（几十欧姆到上百欧姆），串联时导线生热很微小，故感觉不热。
问题回顾
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。
所以 Q ＝W ＝ UIt ＝ I 2Rt
根据欧姆定律U ＝IR
又因为 W ＝ UIt
若电流做的功全部用来产生热量，即 Q ＝ W
想一想
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×5×60 s
= 6 480 J
　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
解:
例题
I = 　 =　 　 = 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
由焦耳定律公式
　　额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事
想想议议
　　答：由推导 前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；由推导 ,而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意前提条件。
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
　　电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
三、电热的利用和防止
　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等。
2．电热的危害
课 堂 小 结
1．下列家用电器，利用电流的热效应工作的是(　　)
A
A. 电暖气
B. 洗衣机
C. 电风扇
D. 电视机
2．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(　　)
A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B．导线的绝热皮隔热
C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻
D．导线散热比电阻丝快
C
当 堂 检 测
3．下列用电器均标有“220 V　100 W”，在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是(　　)
A．电热水袋　　B．电视机 　　 C．电风扇　 　 D．电灯
４．某导体电阻为10 Ω，通电5 min产生的热量是1200 J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是_______J。
5. 下列情况中防止电热危害的是(　　)
A．电视机背后有散热窗
B．家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次
C．家庭电路一般安装保险丝
D．大型爆破工程用电热引发炸药
A
4800
A
6．探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。
如图甲和乙所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电阻丝的电流_______；该装置是探究电流通过导体产生的热量与导体_______的关系。
（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系。
（3）在该实验中，我们是通过观察U形管中两侧液面的_________来比较各容器中电阻丝产生热量的多少的。
相等
电阻
电流大小
高度差
再见