_13.4《 电流的热效应》PPT课件 2021-2022学年北师大版物理九年级上学期（19张）

第十三章 电功和电功率
四、电流的热效应
1.知道电流的热效应。
2.通过探究，知道电热与哪些因素有关，知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。
3.知道焦耳定律内容、公式及适用范围。
热得快
电炉
电热水壶
电热毯
电暖气
电熨斗
观察与思考
给电热水壶通电可以给水加热；给电烤箱通电可以把食物烤熟；计算机主机长时间工作后外壳会发热。
这些热量是从哪里来的？
事实表明，电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫作电流的热效应。
电流的热效应
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一、电流的热效应
1.认识电流的热效应
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}电热现象
能量转化
电能转化为内能
概念
在物理学中，电流通过导体时导体会发热，这种现象叫作电流的热效应
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2.实验探究:电流的热效应与哪些因素有关
实验结论
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________;
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________;
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________。
高
高
高
1.焦耳定律
二、焦耳定律
实验表明：导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流的热效应就越显著。
焦 耳
英国物理学家焦耳做了大量实验后，最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。
1.焦耳定律
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}内容
电流通过导体时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
计算公式
Q=I2Rt (普遍适用)
单位
Q 表示热量，单位是焦(J); I 表示电流，单位是安(A);R 表示电阻，单位是欧(Ω);t 表示通电时间，单位是秒(s)
导出式
在纯电阻电路中，电流所做的功全部用来产生热量,即Q=W。因为W= UIt,根据欧姆定律可知U=IR，I=U/R ,所以可推导得出Q=UIt=(U2/R)t
2.部分多挡位电热器的分类及其原理
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}类型
变温原理图
加热功率
连续变温
变阻器串联型
当 R1 阻值最小时，功率最大，Pmax=U2/R
当R1 阻值最大时，功率最小，Pmax=（U/(R1+R)）2/R
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}高低挡
并联开路型
只闭合S，功率最小，Pmin=U2/R
同时闭合S、S1，功率最大，Pmax=U2/R + U2/R1
串联短路型
只闭合S，功率最小，Pmin=(U/(R+R1))2·R
同时闭合S、S1，功率最大，Pmin = U2/R
三、电流热效应的应用与防止
1.电流热效应的应用--电热器
(1)概念:电热器是指利用电流的热效应工作的用电器。日常生活中所用电热器的共同特点是电流通过导体时，导体会发热。
(2)工作原理:电流的热效应。
(3)组成:电热器的主要组成部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝制成的。
电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用。下图是我们常见的家用电热器，它们都是利用电流的热效应工作的。在科研、生产中，孵化器、电烤箱、烘干机等也应用了电流的热效应。
电热驱蚊器
电熨斗
电饭煲
电取暖器
2.电流热效应的危害及防止
很多情况下电流的热效应是一种浪费，甚至会造成危害。如果产生的热量过多,会使用电器温度过高，导致绝缘材料老化,甚至烧坏,引起火灾等,所以在利用电流热效应的同时，也要对电流热效应加以防止。
防止电流热效应的方法有两种:
(1)减小产生的热量，如缩短通电时间;
(2)及时散热，如电视机外壳的散热孔、电动机外壳上的翼状散热片、计算机内的散热风扇等,都是为了散热降温。
笔记本电脑的散热窗、电脑主机里面的小电风扇等。
例：下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )。
A.电暖气
B.计算器
C.电视机
D.笔记本电脑
解析:电暖气工作时将电能转化为内能,利用了电流的热效应,其他用电器工作时主要将电能转化为光能与声能。故选A。
答案: A
用电器长时间工作会产生大量的热量,如果这些热量不及时散发出去，会大大影响用电器的使用。
电热的防止