13.4 电流的热效应 课件(共20张PPT)北师大版九年级全一册物理

(共20张PPT)
第十三章 电功和电功率
四、电流的热效应
1．初步认识电流的热效应。
2．重点：运用控制变量法探究电流的热效应跟电流、电阻、通电时间的关系。
3．关注生活中的电热现象，尝试解释电热现象。
1．在学习本节内容时，要多联系生活中的电热现象，通过自己的观察去发现生活中电能转化为热能的事例，例如：电饭煲、电取暖器、热得快、电烤箱、电烘箱、浴霸等。并通过这些现象去发现问题：例如：为什么取暖器的电热管热得发红，而电线却不怎么热？为什么灯丝热得发光而导线却不怎么热？
2．生活中有许多地方要利用电热，如常见的一些电热器，它们都是利用电热的原理来工作的；生活中也有许多地方要防止电热，如电动机、电视机等，它们在工作时，电流通过这些电器会产生热量升温，而影响电器的使用，甚至烧坏，所以必须采取措施进行散热。
　　学生分组讨论预习过程中遇到的问题时，教师应当参与其中，引导他们思考、交流，注意方法点拨。
电流的热效应
1．观察课本图13－15发现三个用电器通电时都伴有　热　现象产生，说明电流通过导体时　　电　　能转化成　内　能，这个现象叫作电流的热效应。
2．列举你家中利用电流的热效应工作的用电器。
答：　电热毯、电吹风、电饭煲、电取暖器等。
热　
电　　
内　
3．观察实验图13－16甲的实验装置，该装置两容器中的两段阻值　不同　(选填“相同”或“不同”)的电阻丝　串　联，通过两段电阻丝的　电流　相同，通电时间相同；观察演示实验图13－16乙的实验装置，该装置两容器中的两段阻值　相同　(选填“相同”或“不同”)的电阻丝　并　联，通过这两段电阻丝的　电流　不同，通电时间相同。
不同　
串　
电流　
相同　
并　
电流　
4．*在研究电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关的实验中，为了比较电流通过两段不同的金属丝产生的热量跟电阻的关系，应保持相同的物理量是 (　C　)
A．通过它们的电流和加在它们两端的电压
B．通过它们的电流和它们的电阻
C．通过它们的电流和通电时间
D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间
C
焦耳定律
5．　英　国物理学家　焦耳　总结出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。焦耳定律用公式表示：　Q＝I2Rt　，式中各物理量及相应单位：I表示　电流　，单位是　A　；R表示　电阻　，单位是　Ω　；t表示　时间　，单位是　s　；Q表示　热量　，单位是　J　。
英　
焦耳　
电流的二次方　
导体的电阻　
通电时间　
Q＝I2Rt　
电流　
A　
电阻　
Ω　
时间　
s　
热量　
J　
6．电流通过导体时，如果电能全部转化为　内　能，那么电流产生的热量等于消耗的电能，即有Q＝　W　＝　I2Rt　。
7．某导体的电阻是2 Ω，通过2 A的电流时，1 min产生多少J的热量？
答：　Q＝I2Rt＝(2A)2×2 Ω×60 s＝480 J
内　
W　
I2Rt　
8．*用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示。将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度。下列说法正确的是 (　B　)
A．甲导体的温度升高得多
B．乙导体的温度升高得多
C．甲、乙两导体升高的温度相同
D．条件不足，无法判断
B
9．列举现实生产、生活中电流热效应的利用与防止的事例。
答：　(1)电热器是利用电流的热效应工作的加热设备，如：电热水器、电炉、电热毯等；(2)电热的防止，如：在用电器上开散热窗、安装电风扇等。
10．利用Q＝I2Rt解释“电炉工作时，电炉丝热得发红，而和它串联的电线却几乎不发热”这一现象。
答：　电炉内的电阻丝与外部的导线是串联的，通过它们的电流相等，但是导线的电阻远远小于电阻丝的电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大产生的热量越多，导线产生的热量远远小于电阻丝产生的热量。
掌握科学探究的基本方法
1．当一个物理量被猜想与多个因素有关时，应用什么方法去研究？说出这种方法在“探究电流的热效应跟电流、电阻、通过时间的关系”中的具体应用。
　　控制变量　法。把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中　一个　因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题。在“探究电流的热效应跟电流、电阻、通电时间的关系”的实验中，若探究电热多少与电阻的关系，应控制　通电时间、电流　相同；若探究电热多少与电流的关系，应控制　电阻、通电时间　相同。
控制变量　
一个　
通电时间、电流　
电阻、通电时间　
Q＝I2Rt的应用
2．运用焦耳定律公式进行下列计算：
(1)某导体的电阻是2 Ω，通过2 A的电流时，10 s产生的热量是多少？
(2)某导体的电阻是1 Ω，通过200 mA的电流时，多少min产生的热量是24 J？
(3)某导体的电阻是1 Ω，通过多少mA的电流时，5 min 产生12 J的热量？
答：　(1)80 J；(2)10 min；(3)200 mA。
实验探究电流热效应与电流、电阻的关系
3．小华、小玲和小强分别设计了如图所示的三个装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
(1)在小华设计的图甲这个实验中，电流产生的热量多少是通过　液柱上升的高度　体现出来的，像这种用可以直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到。请举出一例：　通过灯泡的亮度比较电功率的大小　。
(2)在小玲设计的图乙中，将R1和R2串联接入电路中，这是为了保证　电流　相同。
液柱上升的高度　
通过灯泡的亮度比
较电功率的大小　
电流　
(3)在小强设计的图丙中，小强在烧瓶中装的是煤油，请问他为什么不选择在烧瓶中装满更容易获得的水？这是因为　煤油不导电　。
(4)在小华进行的图甲实验中，发现装有　镍铬合金丝　的可乐瓶中液柱升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越　大　，产生的热量越多。
煤油
不导电　
镍铬合金丝　
大　
(5)对比三个同学设计的实验，谈谈它们的优缺点。
答：　甲和乙利用空气的膨胀来研究电热的多少，丙利用液体的膨胀来研究电热的多少，空气的膨胀要大于液体的膨胀，所以甲和乙的实验现象更明显。甲和丙观察的是液柱或温度计液柱的变化，较乙更精确。
下列关于电热器的说法中错误的是 (　C　)
C
A．电热器中的发热体是熔点高、电阻率大的电阻丝
B．电炉、电烙铁、电熨斗都是电热器
C．用电器通电时产生的电热在生活中总是有益的
D．在电流一定时，电阻越大，单位时间内产生的热量越多