16.4科学探究 电流的热效应（课件）(共24张PPT)2023-2024学年度沪科版物理九年级全一册

(共24张PPT)
第四节 科学探究：电流的热效应
课程讲授
新课导入
课堂小结
我们一起来闯关
知道电流的热效应，了解电热的应用。
01
理解焦耳定律及其公式，能进行相关的计算。
02
03
会用控制变量法，探究电流产生的热量与哪些因素有关。
素养目标
常见的电热的应用
电炉
电热毯
热得快
电热水壶
电暖气
电熨斗
新课导入
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.　
显卡的散热片设计采用涡轮风扇的设计，同时显存上贴有铝合金打造的显存散热片，增加散热效果. 　
电热的预防
新课导入
一、电流的热效应
导体中有电流通过的时候，导体会发热，这种电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。
你还能列举出生活中利用电流的热效应的例子呢？
课程讲授
新课推进
电热的应用和危害
1、电流产生的热量在生活中的应用：
例如：电热毯、电热水器、电炉
2、电流产生的热量对人们的危害：
例如：电流通过导线时，导线产生的热、电动机内部线圈上产生的热量、电视机中产生的热量
课程讲授
新课推进
电流产生的热量与哪些因素有关？
1、提出问题：
思考下列问题，提出你的猜想！
实验探究：电流产生的热量与那些因素有关
课程讲授
新课推进
1、灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什么？
2、相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，这又是为什么？
3、电熨斗，它通电的时间过长，会产生更多的热量，一不小心，就会损坏衣料。这又是为什么？
电阻不同
电流不同
时间不同
课程讲授
新课推进
电流产生的热量与哪些因素有关？
1.提出问题:
2.进行猜想:
电流产生的热量可能与电流的大小、导体电阻的大小以及通电时间的长短有关。
实验方法:
实验探究
控制变量法
课程讲授
新课推进
演示
电阻丝
课程讲授
新课推进
（一）探究电流产生的热量与通电时间是否有关
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
课程讲授
新课推进
演示
电阻丝
课程讲授
新课推进
（二）探究电流产生的热量与电流大小是否有关
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
课程讲授
新课推进
结论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。
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.在电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
实验结论
课程讲授
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二、焦耳定律
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。
2、公式：Q=I2Rt
3、单位：I—安，R—欧，
t—秒， Q—焦
课程讲授
新课推进
英国物理学家焦耳在研究热的本质时，发现了热和功之间的转换关系，并由此得到了能量守恒定律，最终发展出热力学第一定律。国际单位制导出单位中，能量的单位—焦耳，就是以他的名字命名。
焦耳
（J.P. Joule，1818－1889）
焦耳（J.P. Joule，1818－1889）
课程讲授
新课推进
若电流做的功全部用来产生热量
即 Q=W
又∵ W＝UIt ，欧姆定律 U=IR
∴ Q=W=UIt=I2Rt
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.
纯电阻电路：Q放=W总=UIt=U2/R t=I2Rt
非纯电阻电路：W总＞Q (W总=W外＋Q)
课程讲授
新课推进
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.
纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt
非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q)
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量.
所以Q = W = UIt = I2Rt
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
注意：
得出结论
课程讲授
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【例题】某电热器电阻丝的电阻为55欧，接在220伏的电源上，在20分钟内共产生多少热量？
解：
课程讲授
新课推进
课堂小结
焦耳定律
电流通过导体时电能转化成内能的现象
电流的热效应
影响电热的因素
焦耳定律
内容: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。
公式：Q=I2RT
控制变量法
电阻、电流和通电时间
电流的平方
通电时间
1. 电流通过导体时，导体产生的热量多少跟___________成正比，跟_____________成正比，跟____________成正比。
2. 两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为______；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为_______。
4︰3
1︰9
导体的电阻
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3. 如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前，A、B两U形管内的液面相平，接通电源一分钟后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（　　）
A．I1=I2，A管中的液面较高
B．I1=I2，A管中的液面较低
C．I1＞I2，A管中的液面较高
D．I1＜I2，A管中的液面较低
B
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4. 电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，是因为电炉丝的 比导线大得多，根据焦耳定律可知，在 相同时，电炉丝产生了更多的热量。
电阻
电流
我们一起来闯关
5. 一只额定功率是450W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量
答案：27000J
我们一起来闯关