13.4 电流的热效应（21页）课件 2024-2025学年物理北师版（2024）九年级全一册

(共21张PPT)
第十三章 电功和电功率
四、电流的热效应
1.知道什么是电流的热效应，知道电流的热效应与导体电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系。
2.通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。
3.知道电流的热效应的应用实例和危害。
学习目标
小明趁爸爸妈妈不在的时候偷偷看电视，然后在爸爸妈妈回来之前把电视关掉，做到神不知鬼不觉，可是聪明的妈妈，每次回到家里只要摸一下电视，就知道小明有没有看电视。
请问：聪明的妈妈是怎么做到的呢？
电视机工作时会发热！
新课引入
电油炸锅
电饭煲
电熨斗
电取暖器
电烤箱
热得快
这些常用电器的共同特点是：
电能转化为内能
新知讲解
电流的热效应
一
1.这种电流通过导体时，导体会发热的现象叫作电流的热效应。
电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红而导线却几乎不发热？
实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
思考下列问题，提出你的猜想！
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
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。
控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→对电热Q的影响
控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响
控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化→对电热Q的影响
控
制
变
量
法
探究实验用什么物理方法？
电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？
既看不见也摸不着的科学量
既看得见也能测量的科学量
转化
转化
让电流产生的热量被煤油吸收，煤油温度升高，通过观察温度计内液面的升降来比较电流产生热量的多少。
设计实验:
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，即电流做功使电能转化为物体的内能(W＝Q)。当物体的内能增加时，温度就会升高，电流产生的热量越多，温度计管内的液面就上升的越高，示数就越大，我们可以通过温度计示数变化的大小来比较电流产生的热量的多少，从而比较电流做功的多少。
实验目的
实验原理
思考：1.为什么实验中要用煤油？用水不行吗？
因为煤油的比热容比水小，所以，等质量的煤油在吸收相同的热量时，煤油的温度升高的比较快。
2.为什么是等量的煤油，不等量行吗？
只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来讨论电流产生的热量。
1.控制变量法；2.转换法
实验方法
选择两个阻值相同的电热丝，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，判断哪个电热丝产生的热量多。
①探究电流产生的热量与电流大小的关系。
电阻R/Ω
通电时间t/min
电流I/A
温度变化T/℃
热量多少（多/少）
实验数据
(a)按下计时器并同时记录温度计的示数，保持电流大小不变。
(b)记录实验数据，并填写到设计好的表格中。
时间t/min 温度T/℃
t1=1min
t2=2min
t2=3min
t2=4min
t2=5min
②探究电流产生的热量与时间大小的关系。
③探究电流产生的热量与电阻大小的关系。
选择两个阻值不同的电热丝，在相同的时间内通过大小相同的电流，比较使质量相同的同种液体温度升高的情况，判断哪个电热丝产生的热量多。
电流I/A
通电时间t/min
电阻R/Ω
温度变化T/℃
热量多少（多/少）
实验数据
①在电流大小和通电时间相同的条件下，容器内电热丝的阻值越大，液体温度升高得越________。
②在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，容器内的液体温度升高得越________。
③在电热丝阻值和通电时间相同的条件下，通过容器内电热丝的电流越大，液体温度升高得越________。
实验结论
高
高
高
Q = I R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式：
意义：
单位：
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。
总结：电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。
焦耳定律
二
焦耳定律的理论推导
电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。
即: Q = W = Pt = UIt = IR·It = I2Rt
思考：电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。
1．电热的利用
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。
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等。
2．电热的危害
1.下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是（　　）
A．电风扇 B．电水壶 C．电视机 D．电动车
B
2．现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时间内它们发热情况是 （ ）
A．甲放热多 B．乙放热多
C．同样多 D．无法判断
B
当堂检测
3.如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出，电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关 S1、S2 都闭合，二者都正常工作，下列说法正确的是（　　）
A．电动机和电热丝在相同时间内产生的热量相同
B．电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能相同
C．电动机和电热丝消耗的电功率相同
D．电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能
D
电流的热效应
2.公式：： Q = I2Rt
电流的
热效应
2.实验：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
1.现象：电流通过导体时电能转化成内能
1.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。
焦耳定律
课堂小结