滬科版九年級物理 （科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)）電流做功與電功率課件

第十六章電流做功與電功率科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)

你知道發(fā)光小燈泡燈絲發(fā)熱的原因么？課前導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道什么是電流的熱效應(yīng)，知道電流的熱效應(yīng)與導(dǎo)體的電阻、通過導(dǎo)體的電流、通電時(shí)間的定量關(guān)系；2、掌握焦耳定律；3、知道生活、生產(chǎn)中電流熱效應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例和危害以及危害的防止手段。學(xué)習(xí)目標(biāo)新知探究思考：這些熱量是從哪里來的呢？給電熱水壺通電可以將其中的涼水加熱給電烤箱通電可以將其中的面包烤熟把手靠近發(fā)光得白熾燈泡，會感到燈泡發(fā)熱電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。一、電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究：電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)猜想與假設(shè)燙手跟電阻有關(guān)不燙手干路著火跟電流有關(guān)跟時(shí)間有關(guān)用越久約燙手新知探究一、電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法控制變量法轉(zhuǎn)換法（1）當(dāng)一個(gè)物理量被猜測與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用什么方法去研究？（2）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著，如何測量呢？新知探究實(shí)驗(yàn)探究：電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)一、電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)一：探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間是否有關(guān)一、電流的熱效應(yīng)（1）按照右圖連接實(shí)物圖，按下計(jì)時(shí)器并同時(shí)記錄溫度計(jì)的示數(shù)。保持電流大小不變。實(shí)驗(yàn)步驟（2）記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)論電流和時(shí)間相同RSAR＇新知探究實(shí)驗(yàn)一：探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間是否有關(guān)新知探究結(jié)論在上面的試驗(yàn)中，隨著時(shí)間的推移，液柱在不停的升高。在電阻和電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。一、電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小是否有關(guān)（1）按照右圖連接實(shí)物圖，移動滑動變阻器滑片，觀察電流大小與產(chǎn)生熱量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟（2）記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)論電阻和時(shí)間相同新知探究RSAR＇一、通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)數(shù)據(jù)分析電流液柱上升情況I1=1A較低I2=2A較高結(jié)論在相等時(shí)間內(nèi)，電阻相同時(shí)，電流較大的電阻比電流較小的電阻產(chǎn)生的熱量多。新知探究數(shù)據(jù)分析與結(jié)論一、通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小是否有關(guān)（1）按照右圖連接實(shí)物圖，觀察電流相同時(shí)，不同阻值的電阻與產(chǎn)生熱量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟（2）記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)論電流和時(shí)間相同新知探究一、電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)三：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)R1R2SEA數(shù)據(jù)分析與結(jié)論數(shù)據(jù)分析電阻液柱上升情況R1=5Ω較低R2=10Ω較高結(jié)論在相等時(shí)間內(nèi)，電流相同時(shí)，電阻較大的導(dǎo)體比電阻較小的導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多。新知探究實(shí)驗(yàn)三：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)一、電流的熱效應(yīng)Q=I2Rt

二、焦耳定律電流通過導(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。Q的單位：JI的單位：AR的單位：Ωt的單位：s總結(jié)：熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的公式新知探究1、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如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。2、當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：

W＞Q熱電能內(nèi)能+機(jī)械能想一想：W和Q的關(guān)系新知探究二、焦耳定律新知探究例題某電熱器接在220V的電源上，其電阻是100Ω，則通電8min能產(chǎn)生多少熱量？已知：U=220V，R=100Ω，t=8min=480s。求：Q=?解：根據(jù)已知條件，由歐姆定律，得I=U/R=220V/100Ω=2.2A，將I的值帶入焦耳定律的公式，得Q=I2Rt=（2.2A）2×100Ω×480s≈2.3×105J。答：這個(gè)電熱器通電8min產(chǎn)生的熱量為2.3×105J。二、焦耳定律1、電熱的利用電熱驅(qū)蚊器電飯煲電熨斗電取暖器三、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制新知探究利用電熱孵化器孵小雞優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。1、電熱的利用新知探究三、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。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、電熱的防止新知探究三、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制本課小結(jié)通過本節(jié)課，你學(xué)到了什么？電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。一、電流的熱效應(yīng)二、影響電流熱效應(yīng)的因素電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。三、焦耳定律Q=I2Rt本課小結(jié)隨堂練習(xí)1、兩個(gè)電熱器的電阻之比為4:3，通過相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過的電流強(qiáng)度為1:3，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為______。4:31:92、當(dāng)0.2A的電流通過一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到0.4A時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的(

)A、2倍B、4倍C、0.25倍D、0.5倍B隨堂練習(xí)3、一根60?的電阻絲接在36V的電源上，在5分鐘內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解：I=U/R=36V/60Ω=0.6AQ=I2Rt=(0.6)2×60×5×60=6480J4、某電動機(jī)上標(biāo)有“220V2A”，它的線圈電阻為5?，當(dāng)它正常工作一分鐘后，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：消耗的電能為:W總=UIt=220V×2A×60S=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(2A)2×5?×60S=120J得到的機(jī)械能為：W機(jī)=W總－Q=26400J－120J=25200J隨堂練習(xí)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)

第十六章電流做功與電功率學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道電流的熱效應(yīng)，知道電熱器的工作原理。2、掌握電流產(chǎn)生的熱量與那些因素有關(guān)。3、掌握焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位。4、能運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算。電熱油汀電爐電暖器電水壺?zé)岬每炖秒娏鳠嵝?yīng)工作的裝置。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)會發(fā)熱，將電能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。共同點(diǎn)：電流通過導(dǎo)體時(shí)會發(fā)熱電熱器的結(jié)構(gòu)共性⑴電熱器的主要組成部分是電阻絲做的發(fā)熱體。⑵發(fā)熱體均是由電阻率大、熔點(diǎn)高的材料做成的。信息快遞1、燈泡和電線串聯(lián)在電路中，電流相同，燈泡熱得發(fā)光，電線卻不怎么熱，這是為什么？2、相同的導(dǎo)線如果將燈泡換成大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，甚至燒壞電線，這又是為什么？3、電熨斗，它通電的時(shí)間過長，會產(chǎn)生更多的熱量，一不小心，就會損壞衣料。這又是為什么？電阻不同電流不同時(shí)間不同生活現(xiàn)象提出問題電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)？做出猜想導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體中電流通電的時(shí)間實(shí)驗(yàn)方法控制變量法觀察電熱的方法：方法一電熱絲發(fā)熱，點(diǎn)燃火柴

優(yōu)點(diǎn)：⑶實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，操作簡便。⑵器材簡單，容易準(zhǔn)備；現(xiàn)象容易受火柴、放置位置、環(huán)境（如空氣流動）等因素的干擾；方法二電熱絲發(fā)熱使煤油溫升和膨脹⑴現(xiàn)象直觀、精確；⑵受環(huán)境干擾較少。缺點(diǎn)：⑴現(xiàn)象直觀、明顯；缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：⑶實(shí)驗(yàn)時(shí)間稍長。⑵器材復(fù)雜，準(zhǔn)備較難；⑴現(xiàn)象較細(xì)微，遠(yuǎn)處不便看；連接實(shí)物圖，并畫出電路圖AR1R2(1)研究電熱器電阻的大小對產(chǎn)生熱量的影響

要研究電阻對產(chǎn)生熱量多少的影響，應(yīng)該控制

和

不變，則可以讓兩個(gè)阻值不同的電阻

（串聯(lián)／并聯(lián)）后接入電路。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假設(shè)電流通電時(shí)間串聯(lián)(2)研究電流大小對產(chǎn)生熱量的影響

要研究電流對產(chǎn)生熱量的影響，應(yīng)該使電阻的阻值

(改變/不變)，而通過該電阻的電流大小

(改變/不變)。只要調(diào)節(jié)電路中滑動變阻器的滑片，就可以改變電路中的電流大小。不變改變(3)研究通電時(shí)間對產(chǎn)生熱量的影響

要研究電流對產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該控制

和

不變，改

變

。通電時(shí)間電阻電流實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論1:

在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論2:

在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論3:

在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。信息快遞

英國物理學(xué)家焦耳用近四十年的時(shí)間探索了“電熱與電流、電阻、時(shí)間的定量關(guān)系”，不畏艱難，嘔心瀝血，他為推動人類社會的進(jìn)步，為科學(xué)而貢獻(xiàn)幾乎畢生的精力，他的事跡非常感人。為了紀(jì)念這位偉大的科學(xué)家，物理上用“焦耳”作為功或能的單位。把這一定律稱作焦耳定律焦耳定律１、內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。2、公式：

3、單位：電流I--電阻R--時(shí)間t--熱量Q--

Q熱=I2Rt

安培（A）歐姆（Ω）秒（s）焦耳（J）一個(gè)20Ω的電阻，通過0.5A的電流2min，電阻上釋放熱量為___.練習(xí)一個(gè)40Ω的電阻，通過0.3A的電流，則通電______min釋放熱量為2160J.一個(gè)電阻通過0.2A的電流，5min電阻上產(chǎn)生的熱量為600J.這個(gè)電阻的阻值是___Ω一個(gè)200Ω的電阻通電1.5min，電阻上消耗的電能是4.5×105J,則通過電阻的電流是___.600J505A10min三、電功和電熱的關(guān)系（W和Q的關(guān)系）

①在電熱器電路(只有電阻的電路)中：（電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）

W=Q

即UIt=I2Rt

②在其他電路中：（如電流通過電動機(jī)做功時(shí)，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）W>Q

即UIt>I2Rt

說明：焦耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，焦耳定律適用于計(jì)算由于電阻存在，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分能量即電熱。沒有電阻，就不產(chǎn)生電熱！結(jié)論：電功W≥電熱Q.電流產(chǎn)生熱量的其他表達(dá)式(1).Q=UIt(2).Q=只適用于只有電阻的電路,(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)的情況。四、電熱現(xiàn)象的應(yīng)用和防止應(yīng)用舉例：防止舉例：用電器使用不當(dāng)時(shí)，電熱會產(chǎn)生哪些危害？電線中電流過大時(shí)，⑴電熱會使