北师大版九年级物理 13.4电流的热效应 教案

电流热效应
教学目标：知识点：探究电流产生热量的影响因素、焦耳定律。
考点：实验探究、焦耳定律运用。
能力：能进行实验探究、会运用焦耳定律。
方法：讲解——探究——举例——训练
教学重难点：
重点：焦耳定律
难点：实验探究、焦耳定律运用。
教学过程：
一 课前引入：
生活中我们常常看到一些“热得快、小太阳”等取暖器，那你知道它们是怎样通过电来取暖的吗？
二 合作探究：
电流的热效应
物理学中，把电流通过导体时，将电能转化为内能的现象叫做“电流的热效应”，产生的内能叫“热量”。
探究电流产生热量与那些因素有关。
实验方法：控制变量法、等效替代法（温度计的高低替代热量的多少）
（一）探究电流产生的热量与时间的关系
过程：控制电流、电阻不变，测不同时间内的温度值，做表格分析。
结论：在电流、电阻不变时，通电时间越长，产生热量越多。
（二）探究电流产生的热量与电流的关系
过程：控制电阻、通电时间不变，通过滑动的变阻器改变电流，测量温度值，做表格分析。
结论：在电阻、通电时间不变时，电流越大，产生的热量越多。
（三）探究电流产生的热量和电阻的关系
过程：控制电流、通电时间不变，改变电阻，测量温度值，做表格分析。
结论：在电流、通电时间不变时，电阻越，产生的热量越多。
三、随堂练习：
1.电流通过导体将电能转化为内能的现象叫“电流的热效应”。
2.在探究电流产生热量与什么因素有关过程中，当电流、电阻不变时，时间越大，产生热量越多；当电阻、时间不变时，电流越大，产生热量越多；当电流、时间不变时，电阻越大，产生热量越多。
焦耳定律：
英国物理学家焦耳经过大量的实验研究，终于在1840年他发现：
焦耳定律：电流通过导体产生的热量与电流平方、导体电阻和通电时间成正比。
定义式：
推导式：
单位：焦耳“J”。
3. 电流通过导体产生的热量与电流平方、导体电阻和通电时间成正比叫做“焦耳定律”。
4.定义式：Q=I2Rt，纯电路中推导式：Q= 。
5．电热杯中电热丝的电阻为55Ω，额定电压为220V，正常工作时每分钟产生多少热量？每小时消耗多少KW?h的电能？
四、 课堂总结 焦耳定律：电流通过导体产生的热量与电流平方、导体电阻和通电时间成正比。
公式：
五、 课堂扩展：
1.焦耳定律的数学表达式为：Q=I2Rt，电流通过导体做功，若电能全部转化为内能则：Q等于W＝UIt＝Pt＝I2Rt＝ 。串联电路中I一定，R越大，单位时间内产生的热量越大。并联电路中，U一定，R越小，I越大（I是平方倍增大），单位时间内产生的热量越大。
考点：此题考察焦耳定律及实验探究产生的热量与那些因素有关。
解析：焦耳定律的公式为Q=I2Rt，当电路是纯电路时，热量Q与电功WW是相等的，所以可以用电功的公式W＝UIt＝Pt＝I2Rt＝ 来求热量。
2..小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为220V时，100s内产生的热量为484J。
考点：考察对焦耳定律的运用。
解析：电热驱蚊器是纯电路，则
由推导公式，得

3．一只电热器接在照明电路中，5min产生的热量为2.64×105J，则通过该电热器的电流是4A，电
热器正常工作时的电阻是55Ω。
4.下列计算热量的公式中，哪一个是焦耳定律的普遍适用公式（C ）
A．Q=UIt B.Q=U2/Rt C.Q=I2Rt D.上面三个都是
考点：焦耳定律
解析：焦耳定律由英国物理学家焦耳总结得出，其公式：Q=I2Rt，所以选C
5.甲、乙两电炉并联在同一电源上，各有开关控制，甲炉电阻是乙炉的4倍，要两电炉产生同样多的热量，则应（ A ）
A. 甲通电时间是乙的4倍 B. 乙通电时间是甲的4倍
C. 甲、乙通电时间一样长 D. 不知道额定电压无法比较
考点：电流产生热量的计算公式的运用。
解析：热量的公式普遍公式是Q=I2Rt，但是此题是并联的，我们不知道电流，但是我们知道电压是相等的，而且电炉是纯电路，我们可以用推导公式Q= ， ，要使它们产生热量相等，则 ，所以选A。
6．有2A的电流通过一电阻器，在一定时间内产生一定的热量，如果电流增加到4A，在相同的时间内产生的热量是前者的（C ）
A．1/2倍　　　 　 B．1/4倍　 C．4倍　　　 　 D．2倍
考点：焦耳电流公式的运用。
解析：根据焦耳定律公式：Q=I2Rt，电流变为4A，电阻和时间不变则
Q1=I21Rt=4Rt，Q2=I22Rt=16Rt
Q2=4Q1，所以选C
7.有一电水壶的规格“220V　1000W”，该电水壶正常工作时，内部电热丝的电阻多大？在额定电压下把1Kg、20℃的水烧开需要多长时间？（不计热损失）
考点：电功率、电流的热效应、物质的比热容和吸热。
解析：电水壶正常工作，且是纯电路，则
① 由电功率公式，得
Ω
②水吸收的热量