滬科版九年級(jí)物理全科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)教學(xué)課件

2024/3/25滬科版九年級(jí)物理全科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)教學(xué)課件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一、電流的熱效應(yīng)：1.定義：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

發(fā)熱管和導(dǎo)線通過(guò)電流相同，為什么發(fā)熱管熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?電流的熱效應(yīng)的影響因素猜想現(xiàn)象一、燈泡通電后,在剛開始通電不是很熱,可過(guò)了

一會(huì)就很熱。現(xiàn)象二、通電后電阻絲熱的發(fā)紅而電源線溫度沒(méi)有太

大的變化。電流I，電阻R，通電時(shí)間t現(xiàn)象三、電飯鍋的通電后必需按下加熱（煮飯)按鈕

開關(guān)才能煮熟飯。電飯鍋電爐電燈①研究電熱Q與通電時(shí)間t有關(guān)，必須控制________、___________相同。控制變量法探究實(shí)驗(yàn)用什么物理方法？制定方案電阻R、電流I②研究電熱Q與R有關(guān)，必須控制________、___________相同。通電時(shí)間t、電流I③研究電熱Q與I有關(guān)，必須控制________、___________相同。通電時(shí)間t、電阻R控制電阻R、電流I相同:研究通電時(shí)間t變化→對(duì)電熱Q的影響結(jié)論：對(duì)同一電阻絲，在電流大小不變的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，煤油的溫度越

，表明電流產(chǎn)生的熱量越

。每隔一分鐘記錄一下溫度計(jì)的示數(shù)高多控制電阻R、時(shí)間t相同:研究電流I變化→對(duì)電熱Q的影響結(jié)論：對(duì)同一電阻絲，在通電時(shí)間相同的情況下，通電電流越大，煤油的溫度越

，表明電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越

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相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)R的電流為Ｉ，移動(dòng)R0的滑片,使通過(guò)R的電流為0.5Ｉ。比較R兩次所產(chǎn)熱的多少高多控制電流I、時(shí)間t相同:研究電阻R變化→對(duì)電熱Q的影響結(jié)論：在通電電流大小不變，通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，煤油的溫度越

，表明電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越

。

高多導(dǎo)體的電阻越大，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)結(jié)論電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著，如何判斷大小呢？既看不見也摸不著的科學(xué)量既看得見也能測(cè)量的科學(xué)量轉(zhuǎn)換讓電流產(chǎn)生的熱量被空氣吸收，通過(guò)觀察空氣的熱膨脹（觀察U型管內(nèi)的兩液面的高度差）來(lái)間接的比較熱量大小轉(zhuǎn)換法11電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)?實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與通電時(shí)間t的關(guān)系

在電流、電阻一定的情況下，通電時(shí)間越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。科學(xué)探究12實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電阻關(guān)系(控制通電時(shí)間及電流相等）R1=5ΩR2=10ΩA

在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。13實(shí)驗(yàn)3：研究電熱與電流關(guān)系（控制電阻R及時(shí)間相同）I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量大得

多。14

電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二

次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通

電時(shí)間成正比。焦耳定律

歷史上，英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的大小、導(dǎo)體的電阻以及通電時(shí)間的關(guān)系，他于1840年最終發(fā)現(xiàn)：公式(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)15

1．內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。2．公式：Q=

I2Rt

3．單位：焦耳（J）二、焦耳定律焦耳（1818～1889），英國(guó)物理學(xué)家。1818年12月24日生于曼徹斯特附近的索爾福德，1889年10月11日卒于塞爾。焦耳定律的發(fā)現(xiàn)者

1．當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能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(dāng)電風(fēng)扇（非純電阻電路）工作時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和部分的內(nèi)能：W＞Q熱三、電能和電熱關(guān)系電能機(jī)械能+內(nèi)能非純電阻電路歐姆定律不適用非純電阻電路R1R2例1：把R1=10Ω的電阻和R2=20Ω的電阻并聯(lián)起來(lái)，接在電壓是6V的電源上，求:通電時(shí)間5min電阻R1、R2各產(chǎn)生多少熱量？誰(shuí)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(shí)當(dāng)R1<R2，Q1>Q2若把R1=10Ω的電阻和R2=20Ω的電阻串聯(lián)起來(lái)，接在電壓是6V的電源上，求:通電時(shí)間5min電阻R1、R2各產(chǎn)生多少熱量？誰(shuí)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)，由于R1<R2，所以Q1<Q220練習(xí)：通電后電阻絲熱的發(fā)紅，而跟電熱絲連接的銅導(dǎo)線不怎么熱，為什么？電爐答：①電阻絲與電源線串聯(lián)，②電流和通電時(shí)間相同，電阻絲的電阻比電線的電阻大得多，③由Q=

I2Rt產(chǎn)生的熱量更多。問(wèn)題2.假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又是為什么？大功率用電器的電流過(guò)大，引起導(dǎo)線發(fā)熱過(guò)多。顯然，我們希望熱量更多地集中在電爐的發(fā)熱體上，而不是與電爐相連的導(dǎo)線上。根據(jù)今天所學(xué)的焦耳定律Q=I2Rt，你對(duì)發(fā)熱體和導(dǎo)線的材料有何建議？發(fā)熱體：電阻率大、熔點(diǎn)高導(dǎo)線：電阻率小、熔點(diǎn)高請(qǐng)你當(dāng)設(shè)計(jì)師：231．電熱的利用—電熱器四、電熱的利用和防止利用電流的熱效應(yīng)工作的電器電油炸鍋電飯煲電熨斗電取暖器電烤箱電熱水器24

很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。2．電熱的危害與防護(hù)25電流熱效應(yīng)的控制（防護(hù)）

上面這些東西里都裝有散熱裝置，你知道它們是怎樣散熱的嗎？你還知道哪些電器采取了散熱措施？安裝了什么樣的散熱裝置？散熱窗、散熱片、散熱小風(fēng)扇散熱片散熱風(fēng)扇散熱窗26電路負(fù)荷過(guò)大有什么危險(xiǎn)？為什么？電路負(fù)荷過(guò)大時(shí)，電功率大，電路中電流增大，按Q=I2Rt計(jì)算，容易引起線路發(fā)熱，甚至燒毀線路。271.電