15.3电热器 电流的热效应 课件(共34张PPT)2023-2024学年苏科版九年级物理下册

(共34张PPT)
苏科版（2023版）新教材九年级（下）同步教学课件
第十五章 电功和电热
三、电热器 电流的热效应
复习
1、什么叫做电功率？它是表示什么的？
电流在单位时间内做的功叫做电功率。
电功率表示电流做功的快慢。
2、说出电功率计算公式、单位。
P=UI其中，P是电功率，U是用电器两端的电压，I是通过用电器的电流。
电功率的单位为瓦特，简称瓦，用符号W表示。
其它单位：千瓦（kW）和毫瓦（mW）
3、对一个电阻来说电功率公式还有哪些？
P=UI=I2R=
U2
R
4、两个电阻串联,电功率与电阻有什么关系？成正比。
P1
P2
=
R1
R2
5、两个电阻并联,电功率与电阻有什么关系？成反比:
P1
P2
=
R2
R1
6、什么叫做额定功率？
用电器在额定电压时正常工作的功率叫做额定功率。
7、用电器的实际功率与实际电压有什么关系？
同一用电器的实际电压高于额定电压，实际功率也大于额定功率；实际电压低于额定电压，实际功率也小于额定功率。
8、对一个灯泡、电炉等电能转化为内能的用电器来说，已知额定电压和额定功率，如何求电阻？
用 R=
U2额
P额
9、怎能样测定用电器的电功率？
用电压表和电流表测即用伏安法测。
电流能做功，电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，其中最常见的是电能转化为内能的现象。
电流通过导体发热，将电能转化为内能的现象通常称为电流的热效应。或者说电流产生热量。
电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？
本节课我们就来探究这一问题。
第十五章　电功和电热
三　电热器
电流的热效应
当用电器工作一段时间后，我们去触摸它们的有关部位，会有什么感觉？产生这一感觉的原因是什么？
用电器中都有导体，只要导体有电阻，电流通过导体就会产生热量，而导体一般都有电阻（超导体除外），所以电流通过导体发热的现象是一种普遍现象。
1、电流的热效应
电热器
电流通过导体时导体发热的现象叫做电流的热效应。引起电流热效的原因主要是导体有电阻，电流通过时就会发热。
此时电能转化成内能.
主要利用电流的热效应工作的装置称为电热器。
2、活动15.2 探究影响电流热效应的因素
问 题
电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？
猜 测
电流
电阻
通电时间
实验用科学方法
控制变量法
可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量Q与电流I的关系，再研究热量Q与电阻R的关系，最后研究热量Q与通电时间t的关系。
可能与
有关
(1)如何将电流产生的热量显示出来？
设计实验
同学们可以讨论交流
小结：
方法一：用温度计测量温度的变化。
方法二：让电阻通电插入火柴从火柴燃烧用的时间比较。
......
导体产生的热量越多，液体吸热后温度升得也越高．因此，我们可以通过比较相等质量的同种液体温度的变化量来比较电阻丝产生热量的多少．
也可以将通电导体产生的热量，使火柴头温度升高，看多长时间能使火柴头燃烧．从通电到火柴头燃烧的时间越短，说明产生的热量越多，因此，我们也可以通过比较使火柴头燃烧用的时间来比较电阻丝产生热量的多少．
我们用方法一来探究
如果将一段电阻丝浸没在一定质量的液体（如煤油）中（图15—11），通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高．
图15—11
（2）、怎样研究电流大小对产生热量多少的影响 需要控制哪些物理量？如何进行控制？
要研究导体中电流的大小对产生热量的影响，除需控制通电时间相等外，还应该控制电阻丝的阻值 (改变／不变)，而使通过电阻丝的电流大小 (改变／不变)．
不变
改变
实验时，只要调节串联在电路中的滑动变阻器就可以改变电路中电流的大小．
将如图15-11所示的装置按图15-12（a）接入电路．闭合开关，观测在一定时间内液体温度的变化.保持通电时间一定，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验.
图15-12(a)
（3）、怎样研究电热器电阻大小对产生热量多少的影响
要研究通电导体电阻的大小对产生热量的影响，可以选择两个不同阻值的电阻丝．实验时，除需控制通电时间相等外，还需控制通过两个电阻丝的电流大小 (相等／不相等)，为此，可以将它们 (串联／并联)在电路中．
相等
串联
如图15-12（b）所示，将两段阻值不等的电阻丝R1、R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联后接入电路.通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化.
图15-12(b)
实验电路图
进行实验
(1)将如图15-11所示的装置按图15-12（a）接入电路．闭合开关，观测在一定时间内液体温度的变化.
保持通电时间一定，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验.
做好观察记录。
现象：同一电阻通电相同时间，电流大时煤油温度升高量大。
进行实验
（2）如图15-12（b）所示，将两段阻值不等的电阻丝R1>R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联后接入电路.通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化.做好观察记录。
现象：电流和通电相同时间，电阻R1大煤油温度升高量大。
进行实验
现象：电流和电阻相同时，通电时间越长，煤油温度升高量越大。
（3）保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观测液体温度的变化．
三种情况下实验结果：
通电导体产生的热量与导体本身的___________、通过导体的_________以及通电时间有关。导体的____越大、通过导体的____越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
电阻
电流
实验结论
电阻
电流
（2）、公式：
Q=I2Rt
（1）、内容：1840年，英国科学家焦耳通过大量的实验研究发现：电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比.这个规律叫做焦耳定律。
（3）、单位若电流的单位用安（A），电阻的单位用欧（Ω），时间的单位用秒（s），则产生的热量的单位就是焦（J）。
3、焦耳定律
（4）、理论推导：Q=I2Rt
当电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器时，电能几乎全部转化成内能，电热器产生的热量等于电流所做的功，即Q=W=UIt
根据欧姆定律有U=IR，可得Q=W=IRIt=I2Rt
这与由实验得到的结论是一致的。
在有些情况下，电流所做的功W中只有一部分转化为内能．例如，电流通过电动机做功时，大部分电能被转化为机械能，而仅有少量的电能转化成内能．W>Q。
（5）、对于纯电阻电路：
Q=W=Pt=UIt=I2Rt
=
U2
R
t
两个电阻串联,电流产生的热量与电阻成正比。两个电阻并联, 电流产生的热量与电阻成反比。
4、例题讨论
例题（课本第14页） 某电热器电阻丝的电阻为55欧,接入220V的电路中,在20分钟内产生多少热量
分析：求产生的热量用什么公式
Q=I2Rt
根据公式看已知条件够吗？如何找出？
缺少I，已知电压和电阻用I=U/R求。
此题能直接用什么公式计算吗？
Q=W=
U2
R
t
例题 某电热器电阻丝的电阻为55欧,接入220V的电路中,在20分钟内产生多少热量
解法一：
I=
U
R
=
220V
55Ω
=4A
Q=I2Rt
=（4A）2×55Ω×1200s
=1.056×106J
解法二：
Q=W=
U2
R
t
=
（220V）2
55Ω
×1200s
=1.056×106J
答：略。
5、实验问题讨论
你有没有想过：本节的“探究电流产生的热量与和电流和电阻的关系实验”中，锥形瓶中的液体用的是煤油，为什么不用水 如果用水实验能得出焦耳定律相同的结论吗
请讨论交流
小结：煤油是绝缘体、普通水是导体，且插入液体中的两金属丝间距离很短，电阻很小，当探究电流与电阻关系时，两锥形瓶中的电阻几乎相等（看作水电阻与金属丝电阻并联），就不能得出正确的结论了。
6、电热的防止和利用
请阅读课本第15页“生活.物理.社会”——计算机中的散热器。了解电热的防止。
本节课你学到了哪些知识？
1、电流通过导体时导体发热的现象叫做电流的热效应。电热器是利用的电流的热效应原理制成的。
2、焦耳定律的内容：电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比.公式是：
Q=I2Rt
3、一般情况下电功大于电热：W>Q。
当电能全部转化为内能时，Q=W。
作业
1、课本第17页
第1~3题上作业本，第4题写在书上。
2、完成学习指导第4课时，从“预习导航”到“拓展与延伸”。 “探究与创新”自选题做。