2024九年級(jí)物理全冊(cè)第16章電流做功與電功率16.4科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)課件新版滬科版

第四節(jié)

科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)第十六章

電流做功與電功率物理觀念1.知道什么是電流的熱效應(yīng)；2.知道電熱與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間的關(guān)系；3.了解焦耳定律，并會(huì)應(yīng)用焦耳定律計(jì)算電熱問題；4.會(huì)應(yīng)用焦耳定律解釋說明生產(chǎn)和生活中的有關(guān)電熱問題。科學(xué)思維1.通過探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)推理，分析得出電熱的影響因素；2.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電熱的知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力?？茖W(xué)探究1.經(jīng)歷電熱影響因素的探究過程，掌握探究的思路和方法；2.進(jìn)一步熟悉應(yīng)用轉(zhuǎn)換法和控制變量法進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.關(guān)注生活、生產(chǎn)中電熱的應(yīng)用和防止，培養(yǎng)關(guān)注生活與環(huán)境的意識(shí)；2.嘗試對(duì)防止電熱危害以及對(duì)應(yīng)用電熱造福人類問題發(fā)表自己的見解，樹立個(gè)性化的生活觀念。難點(diǎn)重點(diǎn)將“220

V

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W”的白熾燈泡接入電路，閉合開關(guān)，電燈發(fā)光。讓一名學(xué)生上前用手觸摸燈泡和連接燈泡的導(dǎo)線，有何感覺？演示實(shí)驗(yàn)燈泡發(fā)燙，導(dǎo)線不怎么熱。電暖器取暖使用電的過程中，電熱可以利用，也可能會(huì)帶來災(zāi)害?？照{(diào)暖風(fēng)機(jī)取暖用電不善和線路老化引起火災(zāi)給電爐通電，觀察電爐絲上發(fā)生的現(xiàn)象，同時(shí)觀察連接電爐的導(dǎo)線有何現(xiàn)象？電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體上常常會(huì)引發(fā)一些現(xiàn)象。人們依此認(rèn)知導(dǎo)體中有電流的存在，這些現(xiàn)象就是電流的效應(yīng)。比如：導(dǎo)體中有電流通過時(shí)，導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)（這點(diǎn)不久我們就要學(xué)到），這是電流的磁效應(yīng)；電流通過某些物質(zhì)的溶液時(shí)，溶液導(dǎo)電，并在液體中發(fā)生化學(xué)變化，這種現(xiàn)象就是電流的化學(xué)效應(yīng)；導(dǎo)體中有電流通過時(shí)，導(dǎo)體就會(huì)發(fā)熱，有熱量產(chǎn)生，這是電流的熱效應(yīng)。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)電流熱效應(yīng)電暖氣、電熱器、電飯煲，通電后能量是如何轉(zhuǎn)化的？電流的熱效應(yīng)就是電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能任務(wù)一、認(rèn)識(shí)電流熱效應(yīng)給電爐通電，電爐絲熱得發(fā)紅，用手觸摸連接導(dǎo)線卻不怎么熱。（1）連接電爐絲的導(dǎo)線和電爐絲是怎樣連接的？（2）通過電爐絲和導(dǎo)線的電流有怎樣的關(guān)系？（3）電爐絲熱得發(fā)紅，為什么連接的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱呢?交流與討論猜想：電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)?任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素（1）為了探究電流產(chǎn)生的熱量可能與通電時(shí)間、電流、電阻有關(guān)，我們需要用到什么探究方法？制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案控制變量法任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素（2）探究電熱與電阻的關(guān)系時(shí)，需要保持通電時(shí)間、電流不變，改變電阻。如何保持電路中的電流不變呢？怎樣改變電阻？制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案需要選取阻值不同的兩根電阻絲，使它們串聯(lián)。任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素（3）實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生的熱量如何被我們感知？我們通過觀察什么就能比較電流產(chǎn)生熱量的多少？這是什么方法？制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)中利用電阻絲加熱一定質(zhì)量的煤油，通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，向外放出熱量，使煤油溫度升高。我們通過觀察煤油溫度變化的大小，就能比較電流產(chǎn)生熱量的多少。轉(zhuǎn)換法。（前提是煤油的質(zhì)量和初溫都相同）任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素（4）實(shí)驗(yàn)器材有那些？制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生電源、阻值不同的兩段電阻絲、1個(gè)電流表、1個(gè)滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、2個(gè)裝有等質(zhì)量煤油的廣口瓶、2支溫度計(jì)、停表等。任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素探究1：探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)結(jié)論：對(duì)同一電阻絲，在電流和電阻相同的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，煤油的溫度越高，電流產(chǎn)生的熱量越多。任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素探究2：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)結(jié)論：在通電時(shí)間和電阻大小相同的情況下，通電電流越大，煤油的溫度越高，電流產(chǎn)生的熱量越多。任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素探究3：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)結(jié)論：在電流大小相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，煤油的溫度越高，電流產(chǎn)生的熱量越多。任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素電熱的影響因素的定性規(guī)律：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間、電流和電阻有關(guān)，通電時(shí)間越長(zhǎng)、電流越大、電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。任務(wù)二、探究電流熱效應(yīng)的影響因素1.焦耳定律的內(nèi)容：電流通過導(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：3.單位：Q＝I2RtJ、A、Ω、s任務(wù)三、認(rèn)知焦耳定律學(xué)以致用電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?導(dǎo)線和電爐串聯(lián)，通過它們的電流是一樣的，而電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大的多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過電爐絲產(chǎn)生的熱量比通過導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量多，因此電爐絲熱的發(fā)紅而導(dǎo)線卻不熱。焦耳定律公式Q=I2Rt和電功推導(dǎo)公式W=I2Rt非常的相近，那么電功與電熱之間有著怎樣的內(nèi)在關(guān)系和區(qū)別呢？電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量都可以用焦耳定律Q=I2Rt來計(jì)算。1.電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量都可以用焦耳定律Q=I2Rt來計(jì)算嗎？任務(wù)四、理解電功與電熱的關(guān)系焦耳定律公式Q=I2Rt和電功推導(dǎo)公式W=I2Rt非常的相近，那么電功與電熱之間有著怎樣的內(nèi)在關(guān)系和區(qū)別呢？電熱與電流做功或者消耗的電能不一定相等。2.用電器產(chǎn)生的熱量都與電流做功或者消耗的電能相等嗎？任務(wù)四、理解電功與電熱的關(guān)系當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(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，這種電路就是純電阻電路。比如：電暖器、電飯鍋、電爐等。當(dāng)用電器工作時(shí)，消耗的電能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能時(shí)，則電功大于電熱，即W＞Q，這種電路就不是純電阻電路。比如：電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇等。電功與電熱：純電阻時(shí)W＝Q；非純電阻時(shí)W＞Q。任務(wù)四、理解電功與電熱的關(guān)系共識(shí)任務(wù)四、理解電功與電熱的關(guān)系隨講隨練某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V，2A”字樣，它的線圈電阻為5?，當(dāng)它正常工作1分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？解：消耗的電能：W總=UIt=220V×2A×60s=26400J；線圈中產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(2A)2×5?×60s=1200J；得到的機(jī)械能：W機(jī)=W總-Q=26400J-1200J=25200J。利用電熱的用電器給電爐通電，電爐絲變紅發(fā)燙，但連接電爐的導(dǎo)線沒有電爐絲那么紅、那么燙，為什么？電熱為人類造福的同時(shí)，也會(huì)給人們帶來的災(zāi)難，比如充電器引起的火災(zāi)等，必須防止。任務(wù)五、知道電熱的應(yīng)用與防止科學(xué)探究電流的熱效應(yīng)焦耳定律電熱與電功電熱器電流的熱效應(yīng)—電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象內(nèi)容公式：Q=I2Rt電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，Q＝W，即Q＝W＝UIt＝I2Rt電能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，W

>Q電流通過導(dǎo)體時(shí)，_______能轉(zhuǎn)化為_________能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟__________________成正比，跟導(dǎo)體的_______成正比，跟___________成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，公式表示為______________。一個(gè)電阻絲的阻值是100

Ω，通電100

s，導(dǎo)體中的電流是2

A，電流產(chǎn)生的熱量是___________J。