九年級物理全16.4科學探究電流的熱效應教學市公開課一等獎省優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎課件

第十六章電流做功與電功率第四節(jié)科學探究：電流的熱效應第1頁電油炸鍋電飯煲電熨斗電取暖器電烤箱電烙鐵電熱水壺電熱毯第2頁一、電流熱效應：1.定義：電流經(jīng)過導體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能現(xiàn)象叫做電流熱效應。

發(fā)燒管和導線經(jīng)過電流相同，為何發(fā)燒管熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)燒?電流經(jīng)過導體時產(chǎn)生熱多少跟什么原因相關?第3頁電流熱效應影響原因猜想現(xiàn)象一、燈泡通電后,在剛開始通電不是很熱,可過了

一會就很熱?，F(xiàn)象二、通電后電阻絲熱發(fā)紅而電源線溫度沒有太

大改變。電流I，電阻R，通電時間t現(xiàn)象三、電飯鍋通電后必需按下加熱（煮飯)按鈕

開關才能煮熟飯。電飯鍋電爐電燈第4頁①研究電熱Q與通電時間t相關，必須控制________、___________相同?？刂谱兞糠ㄌ骄吭囼炗檬裁次锢矸椒?？制定方案電阻R、

電流I②研究電熱Q與R相關，必須控制________、___________相同。通電時間t、

電流I③研究電熱Q與I相關，必須控制________、___________相同。通電時間t、

電阻R第5頁控制電阻R、電流I相同:研究通電時間t改變→對電熱Q影響結論：對同一電阻絲，在電流大小不變情況下，通電時間越長，煤油溫度越

，表明電流產(chǎn)生熱量越

。每隔一分鐘統(tǒng)計一下溫度計示數(shù)高多第6頁控制電阻R、時間t相同:研究電流I改變→對電熱Q影響結論：對同一電阻絲，在通電時間相同情況下，通電電流越大，煤油溫度越

，表明電流越大，電流產(chǎn)生熱量越

。

相同時間內(nèi)經(jīng)過R電流為Ｉ，移動R0滑片,使經(jīng)過R電流為0.5Ｉ。比較R兩次所產(chǎn)熱多少高多第7頁控制電流I、時間t相同:研究電阻R改變→對電熱Q影響結論：在通電電流大小不變，通電時間相同情況下，電阻越大，煤油溫度越

，表明電流越大，電流產(chǎn)生熱量越

。

高多第8頁導體電阻越大，經(jīng)過導體電流越大，通電時間越長，導體產(chǎn)生熱量越多。試驗結論第9頁電流經(jīng)過導體產(chǎn)生熱量,其中所產(chǎn)生熱量既看不見也摸不著，怎樣判斷大小呢？既看不見也摸不著科學量既看得見也能測量科學量轉(zhuǎn)換讓電流產(chǎn)生熱量被空氣吸收，經(jīng)過觀察空氣熱膨脹（觀察U型管內(nèi)兩液面高度差）來間接比較熱量大小轉(zhuǎn)換法第10頁11電流經(jīng)過導體時產(chǎn)生熱量多少與什么原因相關?試驗1：研究電熱與通電時間t關系

在電流、電阻一定情況下，通電時間越大，這個電阻產(chǎn)生熱量越多?？茖W探究第11頁12試驗2：研究電熱與電阻關系(控制通電時間及電流相等）R1=5ΩR2=10ΩA

在電流相同、通電時間相同情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生熱量越多。第12頁13試驗3：研究電熱與電流關系（控制電阻R及時間相同）I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

在電阻相同、通電時間相同情況下，經(jīng)過電阻電流越大，這個電阻產(chǎn)生熱量大得

多。第13頁14

電流經(jīng)過導體產(chǎn)生熱量跟電流二

次方成正比，跟導體電阻成正比，跟通

電時間成正比。焦耳定律

歷史上，英國物理學家焦耳做了大量試驗，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流大小、導體電阻以及通電時間關系，他于1840年最終發(fā)覺：公式(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)第14頁15

1．內(nèi)容：電流經(jīng)過導體產(chǎn)生熱量跟電流二次方成正比，跟導體電阻成正比，跟通電時間成正比。

2．公式：Q=

I2Rt

3．單位：焦耳（J）二、焦耳定律第15頁焦耳（1818～1889），英國物理學家。1812月24日生于曼徹斯特附近索爾福德，1889年10月11日卒于塞爾。焦耳定律發(fā)覺者第16頁

1．當電流經(jīng)過導體時，假如電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其它形式能量，那么電流產(chǎn)生熱量Q就等于消耗電能W，即

Q=W=UIt=I2Rt（電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）

純電阻電路：電暖器，電飯鍋，電爐子等。

2．當電風扇（非純電阻電路）工作時，消耗電能轉(zhuǎn)化為機械能和部分內(nèi)能：W＞Q熱三、電能和電熱關系電能機械能+內(nèi)能非純電阻電路歐姆定律不適用非純電阻電路第17頁R1R2例1：把R1=10Ω電阻和R2=20Ω電阻并聯(lián)起來，接在電壓是6V電源上，求:通電時間5min電阻R1、R2各產(chǎn)生多少熱量？誰大？Q1=I12R1t

=(0.6A)2×10Ω×300s=1080J答:在5min內(nèi)R1產(chǎn)生1080J熱量，R1產(chǎn)生540J熱量。解:I1=

=

=0.6AUR16V10ΩI2=

=

=0.3AUR26V20ΩQ2=I22R2t=(0.3A)2×20Ω×300s=540J并聯(lián)時當R1<R2，Q1>Q2第18頁若把R1=10Ω電阻和R2=20Ω電阻串聯(lián)起來，接在電壓是6V電源上，求:通電時間5min電阻R1、R2各產(chǎn)生多少熱量？誰大？解:I=

=

=0.2AUR6V30ΩQ1=I2R1t=(0.2A)2×10Ω×300s=120JR1R2R=R1+R2=10Ω+20Ω=30ΩQ2=I2R2t=(0.2A)2×20Ω×300s=240J串聯(lián)，因為R1<R2，所以Q1<Q2第19頁20練習：通電后電阻絲熱發(fā)紅，而跟電熱絲連接銅導線不怎么熱，為何？電爐答：①電阻絲與電源線串聯(lián)，②電流和通電時間相同，電阻絲電阻比電線電阻大得多，③由Q=

I2Rt產(chǎn)生熱量更多。第20頁問題2.假如在照明電路中接入大功率電爐，電線將顯著發(fā)燒，有可能燒壞它絕緣皮，甚至引發(fā)火災。這又是為何？大功率用電器電流過大，引發(fā)導線發(fā)燒過多。第21頁顯然，我們希望熱量更多地集中在電爐發(fā)燒體上，而不是與電爐相連導線上。依據(jù)今天所學焦耳定律Q=I2Rt，你對發(fā)燒體和導線材料有何提議？發(fā)燒體：電阻率大、熔點高導線：電阻率小、熔點高請你當設計師：第22頁231．電熱利用—電熱器四、電熱利用和預防利用電流熱效應工作電器電油炸鍋電飯煲電熨斗電取暖器電烤箱電熱水器第23頁24

很多情況下我們并不希望用電器溫度過高。如：電視機后蓋有很多孔，為了通風散熱；電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。2．電熱危害與防護第24頁25電流熱效應控制（防護）

上面這些東西里都裝有散熱裝置，你知道它們是怎樣散熱嗎？你還知道哪些電器采取了散熱辦法？安裝了什么樣散熱裝置？散熱窗、散熱片、散熱小風扇散熱片散熱風扇散熱窗第25頁26電路負荷過大有什么危險？為何？電路負荷過大時，電功率大，電路中電流增大，按Q=I2Rt計算，輕易引發(fā)線路發(fā)燒，甚至燒毀線路。第26頁271.電流熱效應：電流經(jīng)過導體時電能轉(zhuǎn)化為熱能現(xiàn)象。2.電熱器：利用電流熱效應工作用電器。3.焦耳定律：電流經(jīng)過導體產(chǎn)生熱量跟電流二次方成正比，跟導體電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q=I2Rt。課堂小結第27頁28