16.4科学探究电流的热效应
2019年沪科版九年级全册物理教案：16.4科学探究电流的热效应
2019年沪科版九年级全册物理教案：16.4 科学探究电流的热效应在设计这堂课的时候，我主要考虑了两个方面。
一方面，我希望学生能够通过这堂课对电流的热效应有一个深入的理解，知道电流是如何产生热量的，以及电流的热效应与哪些因素有关。
另一方面，我希望学生能够通过实验和观察，培养他们的观察能力、实验能力和思维能力。
1. 了解电流的热效应，知道电流是如何产生热量的。
2. 能够通过实验和观察，分析电流的热效应与电流、电阻和通电时间的关系。
3. 培养学生的观察能力、实验能力和思维能力。
在这堂课中，电流的热效应的产生条件、电流的热效应与电流、电阻和通电时间的关系，以及如何利用电流的热效应为人类服务这三个方面是教学的重点。
而如何设计实验，如何观察和分析实验结果，如何运用控制变量法进行实验，则是教学的难点。
为了上好这堂课，我准备了一些教具和学具，包括电流表、电压表、电阻丝、电源、导线等。
我会通过一个实践情景引入这堂课。
我会让学生观察一个正在工作的电炉，并提出问题：电流是如何产生热量的？电流的热效应与哪些因素有关？然后，我会引导学生进行实验。
我会让学生分组，每组都有一套实验器材。
实验的步骤包括：连接电路，调节电流表和电压表，改变电阻丝的电阻，观察和记录电流表和电压表的读数，以及电阻丝的温度变化。
在实验的过程中，我会引导学生观察和分析实验结果，让他们自己发现电流的热效应与电流、电阻和通电时间的关系。
同时，我会教给他们如何运用控制变量法进行实验，以避免实验结果的误差。
在活动的我会让学生进行随堂练习，以巩固他们所学的内容。
然后，我会对这堂课进行反思，看是否达到了预期的教学目标，以及学生在课堂上是否掌握了电流的热效应的知识。
对于课后拓展延伸，我会让学生回家后，找一些关于电流的热效应的应用实例，如电热水器、电饭锅等，了解它们是如何利用电流的热效应为人类服务的，并在下一堂课上与我分享。
重点和难点解析：在这堂课中，有几个重点和难点需要特别关注。
16.4科学探究电流的热效应课件沪科版物理九年级全一册
第四节 科学探究：电流的热效应
1．电流通过导体时电能转化为 _内___ 能的现象叫做电流的热效应。电流通过导 体产生的热量跟 __电__流___、__电__阻__、_通__电__时__间__ 有关。
【特别提醒】实验中采用的方法有 _控__制__变__量__ 法和转换法。 2．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成 __正__ 比，跟导体 的电阻成 __正__ 比，跟通电时间成 _正___ 比。用公式表示为Q＝ _I_2_R_t__。热量的单 位是 __焦__(J_)__，公式中I、R、t的单位分别是 __安__(A__) _、_欧__(_Ω_)_、_秒__(_s_)_。
R C．根据 Q＝UIt 可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据 Q＝I2Rt 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
4．(2023·无锡)如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压 为5 V，电热丝R阻值为1 Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的热____效应 实现高温封口，3 s内产生的热量为7_5_____J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 __增__大____(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
＝1∶3。
10．(2023·铜仁模拟)冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔(杆)断A线的重要原 因。为了避免这类事故的发生，电力工人要及时对输电线路进行除冰作业，有一种 “短路熔冰”的方法，如图，将输电线不经过用电器直接接通使冰熔化。请分析说 明用这种方法除冰的原因。
答：由题知，在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，即两输电线直接 接通形成短路，电路中电流变大，在输电线电阻一定时，根据Q＝I2Rt可知，在短 时间内电流通过输电线产生的热量增大，冰由于吸收大量的热量而熔化。
16.4科学探究：电流的热效应
焦耳定律的发现者
焦耳（1818～1889），英国物
理学家。他的一生大部分时间 是在实验室里度过的。1840年， 焦耳通过大量的实验终于确定 了：
三. 焦耳定律：
1.内容：电流通过导体所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。
2 2.公式：Q＝I Rt
例题：阻值为50Ω 的定值电阻R接在电源两端， 通过电阻R的电流为0.2A,10S内电流产生的热量 是多少？
点击图片 观看课件
实验电路图
R1=10Ω I1>I2
R3=10Ω R2=10Ω
现象： 电流大时，液面高度差越大 结论：
在通电时间，电阻相同的情况下，通电电流 越大，液面高度差越大，表明电流产生的热 量越多。
探究三.电流产生的热量与通电时间的关系 结论：
在电流,电阻相同的条件下，通电时间越长， 表明电流产生的热量越多。
第四节
科学探究：电流的热效应
涅阳四初中：李 婕
星期天,小明的妈妈出门前嘱咐他好好写 作业，不要看电视。妈妈回来时看到他在 认真写作业，电视机也没有打开，很高兴。 可是妈妈用手一摸电视机后盖后就发现， 小明刚看过电视。
谁知道妈妈是根据什么道理判定的？
1.什么是电流的热效应
2.电流产生的热量与哪些因素有关 3.焦耳定律的内容及公式
二、电流产生的热量与哪些因素有关
猜想：
可能与电阻，电流，通电时间有关
设计实验:
【实验原理】
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶 中的煤油温度升高、体积膨胀，温度计示数就大， 我们可以通过温度计示数变化的大小来比较电流产 生的热量的多少。
【实验方法】
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.控制变量法 2.转换法
16.4 科学探究：电流的热效应课件
电热与电功的关系：
电风扇 分析：
消耗电能→产生机械能和 内能
电流做功 消耗的电能 ＞ 产生的内能
电功 ＞ 电热
电热的作用：有利的一面
电热油汀
电热蚊香
电水壶
电熨斗
电暖器
电炉
电热的作用：有害的一面
电热产生的根本原因是导体存在电阻
电热的作用：有害的一面
加快散热的方法一：散热片 加快散热的方法二：散热孔 加快散热的方法三：散热风扇
滑动变阻器
探究：电热与电流的关系
3、进行实验：
探究：电热与电流的关系
4、实验现象分析：
现象：
电流大时火柴先点燃
abc
分析：
现象说明了：相同时间内，电流大时产生的电热多。 两次实验的对象是同一个电阻，所以电阻相同。
电流越大产生的电热越多。
电热与电功的比较：
⑴电功 W ：始终等于消耗的电能 电热 Q ：由电能转化来的内能
探究：电热与电阻的关系
4、实验现象分析：
现象：
2Ω 4Ω
电阻大的上面的火柴先被点燃
分析：
现象说明了：相同时间内，电阻大的产生的电热多。 两个电阻采取的是串联，所以通过的电流相同。 电阻越大产生的电热越多。
探究：电热与电流的关系
2、设计实验：
②研究Q与I的关系 1、实验中应控制哪些因素相同？
电阻R和通电时间t 2、用什么来改变电路中的电流（I）呢？
⑵当电能全部都转化为内能时，
电热器： 电功 电热
⑶当电能一部分转化为内能时,
电动机： 电功 ＞ 电热
电热的作用：
电热有利的一面 取暖、加热食物等等；好处多多！ 电热有害的一面 轻则用电器烧坏；重则引发火灾。
科学探究 电流的热效应
3.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中， 应保持 _电__阻__、__时_间__一定，用__滑__动__变_阻__器__改变电阻 丝的电流。
4.当0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1， 若使通过的电流增加到0.4A时，在相同的时间内产
W>Q
即UIt > I2Rt
结论： 电功W≥电热Q
说明： 焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算 由于电阻存在，电能转化为内能的那部分能 量即电热。没有电阻，就不产生电热！
.电流产生热量的其他表达式
(1). Q=UIt
(2). Q= U 2 t R
四、电热现象的应用和防止 应用举例： 防止举例：
7.有一种新型的炊具叫做电压力锅，它用电加热， 又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌， 问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？
电压力锅
SUPOR CYKB50-2A
额定电压：220V 额定容量：5.0L
额定频率：50Hz 额定功率：900W
集团有限公司 制造
产地：湖北武汉 地址：武汉新华下路211号 电话：027-85876363
❖ 一个40Ω的电阻，通过0.3A的电流，则通电 _1_0_m_i_n_min释放热量为2160J.
三、电功和电热的关系 （ W 和 Q 的关系）
①在电热器电路 (只有电阻的电路)中：（电能几乎全 部转化为内能）
W=Q
即 UIt = I2Rt
②在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电 能转化为机械能）
现象： 电流越大时， 温度计示数上升多。
沪科版九年级物理优秀教学案例：16.4科学探究：电流的热效应
（二）讲授新知
在讲授新知时，我会向学生介绍电流的热效应的基本概念和原理。我会解释电流通过导体时会产生热量，并介绍电流大小、电阻大小、通电时间等因素对热量的影响。我会使用生动的例子和图示来帮助学生理解和记忆这些概念和原理。
在这一章节的教学中，我需要引导学生通过实验观察电流的热效应，并引导学生运用控制变量法分析电流产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间的关系。通过这一节课的学习，我希望学生能够掌握电流的热效应的基本原理，并能够运用所学知识解决实际问题。同时，我也将注重培养学生的实验操作能力、观察能力以及分析问题的能力，提高学生的科学素养。
我会强调电流的热效应的基本原理和影响因素，并提醒学生注意实验操作的注意事项。此外，我还会强调电流的热效应在日常生活和工业中的应用，并鼓励学生运用所学知识解决实际问题。
（五）作业小结
在作业小结环节，我会给学生布置一些相关的作业，以巩固和加深他们对电流的热效应的理解和掌握。作业可以包括练习题、实验报告、研究性学习等形式的任务。
其次，我会引导学生运用控制变量法来分析电流的热效应。学生将会分组讨论和设计实验，通过控制其他因素不变，只改变电流大小、电阻大小、通电时间等因素，来观察和记录导体发热的现象。通过这个过程，学生将能够学会如何控制变量，如何分析实验结果，并得出结论。
最后，我会引导学生运用所学知识解决实际问题。学生将会接触到一些与电流的热效应相关的实际问题，如电热器、电饭锅等电器的工作原理。学生将能够运用所学知识来解释这些现象，并能够提出解决问题的方法。
新沪科版九年级物理《16.4 科学探究 电流的热效应》ppt课件
Hale Waihona Puke 焦耳定律１、内容：电流通过导体产生的热量与电流 的平方成正比，与导体电阻成正比，与通电 时间成正比。 2、公式： 3、单位：
Q
2Rt = I 热
电流I-- 安培（A） 电阻R-- 欧姆（Ω）
时间t-- 秒（s） 热量Q-- 焦耳（J）
练习
一个20Ω的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上释 600J 放热量为___. 一个电阻通过0.2A的电流， 5min电阻上产生的热量 50 Ω 为600J.这个电阻的阻值是___
通电时间 变 。
实验结论 结论1: 在通电电流和通电时间相同的条件 下，电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2: 在电阻和通电时间相同的条件下， 电流越大，电流产生的热量越多。
结论3: 在通电电流和电阻相同的条件下， 通电时间越长，电流产生的热量越多。
信息快递 英国物理学家焦耳用近四十年的时 间探索了“电热与电流、电阻、时间 的定量关系” ，不畏艰难，呕心沥血， 他为推动人类社会的进步，为科学而 贡献几乎毕生的精力，他的事迹非常 感人。为了纪念这位伟大的科学家， 物理上用“焦耳”作为功或能的单位。 把这一定律称作焦耳定律
(2)研究电流大小对产生热量的影响
要研究电流对产生热量的影响，应该使电 阻的阻值 不 变 (改变/不变)，而通过该电 阻的电流大小 改 变 (改变/不变)。只要 调节电路中滑动变阻器的滑片，就可以改 变电路中的电流大小。
(3)研究通电时间对产生热量的影响
要研究电流对产生热量的影响,应该 控制 电 流 和 电 阻 不变，改
一个200Ω的电阻通电1.5min，电阻上消耗 的电能是4.5×105J,则通过电阻的电流是 5A ___.
16.4科学探究：电流的热效应 (第一课时)
在电流、通电时间相同时，阻值
大
实验分析
1
2 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长， 电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流 产生的热量越多.
3
在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大， 电流产生的热量越多.
进一步的研究表明电流产生的热量与电流的 平方成正比.
得出结论
[设计实验]
讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用 什么 方法去研究？ 答:控制变量法 讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理 量？ 答：转换法 电热—— 气体（或液体）受热膨胀，观察产生热
量的多少
实验中，通过观察U形管中液面高度的变化 来判断产生热量的多少，
探究影响电流热效应的因素
自主学习
• 认真阅读教材回答下列问题 • 1、电流通过电饭煲，是将 能转化为 能；电 流通过电热毯，是将 能转化为 能；电流通过 电视机时，时间长了，电视机壳也会发热，这种 电流通过导体时，导体会发热现象叫做电流 的 效应。 • 2、（79页）在生活、生产中，例 如 、 、 、 都是利用电流的热效应工作 的； 例如 、 、 等用电器工作时，为减少 电热产生的危害都采用设置 、 或在发热部 位安装 等方法来 热。
实验验证
探究一：产热多少与通电时间的关系
R
电阻丝
在电流、电阻相同时，通电时间 结论： 生的热量多。
R
演示
长
的产
实验验证
探究二：产热多少与电流大小的关系
R
'
R
电阻丝
R
演示
的产生的热量多。 返回
结论：
在通电时间、电阻相同时，电流
越
大
实验验证
16.4__科学探究：电流的热效应】
感受生活
电流的热效应
电流流过导体时，导体就要 发热。 思考？ 产生的热量与哪些因素有 关呢?
……
合理猜测
why ？
着火了！
合理猜测
跟电阻 有关
不烫 手
烫 手
跟电流 有关
返回
跟时间有关
制定计划
演示实验 实验目的
探究电流的热效应跟哪些因素有关
研究电流通过导体产生的热量跟哪些 因素有关 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就 使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶 塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升.
变量法。
实验验证
探究一：产热多少与通电时间的关系
R
电阻丝
在电流、电阻相同时，通电时间 结论： 生的热量多。
R
演示
长
的产
①电阻R 热量与时间的关系
②电流I
结论：
在电阻、电流相同时，通电时间越长，煤油的温度 越 高 ，表明电流通产生的热量 多 。
实验验证
探究二：产热多少与电流大小的关系
R
'
R
电阻丝
电热的应用 电热器: 用电来加热的设备 主要部分——发热体
工作原理：电流热效应
如：电熨斗、电烙铁、电炉等 防止： 电视机加散热窗 计算机、电动机等还要加风扇
常见的电热的应用
热 得 快
电炉
电热水壶
电热毯
电暖气
电熨斗
水用管状电热器
电热器
饮水机
电熨斗 热水器
各种加热器
电烤箱
防止电热的图片
电脑中的CPU在工作时要产生 热,如果过热就会损坏芯片, 所以要在芯片上加装散热片 和风扇.
结论3: 在通电电流和通电时间相同的条件 下，电阻越大，电流产生的热量越多。
沪科版九年级全册物理教案：16.4科学探究：电流的热效应
沪科版九年级全册物理教案：16.4 科学探究：电流的热效应作为一名经验丰富的幼儿园教师，我设计了这节幼儿园科学探究活动，主要目的是让孩子们了解电流的热效应，并培养他们的观察能力、动手能力和思考能力。
一、教学目标1. 让孩子们了解电流的热效应，知道电流通过导体时会产生热量。
2. 培养孩子们的观察能力、动手能力和思考能力。
3. 培养孩子们的团队协作能力和沟通能力。
二、教学难点与重点1. 教学难点：让孩子们理解电流的热效应，以及如何通过实验观察和验证电流的热效应。
2. 教学重点：让孩子们通过实验观察电流的热效应，并能够用语言描述观察到的现象。
三、教具与学具准备1. 教具：电流表、电压表、电阻丝、灯泡、导线、电源等。
2. 学具：记录本、画笔、剪刀、胶水等。
四、活动过程1. 引入：向孩子们介绍电流的热效应，引导他们思考电流为什么会产生热量。
2. 实验一：让孩子们观察电流通过电阻丝时产生的热量，让他们用语言描述观察到的现象。
3. 实验二：让孩子们观察电流通过灯泡时产生的热量，让他们用语言描述观察到的现象。
4. 实验三：让孩子们观察电流通过电流表时产生的热量，让他们用语言描述观察到的现象。
五、活动重难点1. 活动难点：让孩子们理解电流的热效应，以及如何通过实验观察和验证电流的热效应。
2. 活动重点：让孩子们通过实验观察电流的热效应，并能够用语言描述观察到的现象。
六、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：在活动中，孩子们对电流的热效应有了初步的了解，但在实验操作和观察方面还需要加强指导。
2. 拓展延伸：可以组织孩子们进行小制作，例如制作一个简单的电热器，让他们进一步了解电流的热效应。
通过这节活动，我希望孩子们能够掌握电流的热效应，并能够运用所学知识解决实际问题。
同时，我也希望通过这节活动，培养孩子们的观察能力、动手能力和思考能力，提高他们的科学素养。
重点和难点解析：在设计这节幼儿园科学探究活动时，我发现有几个重点和难点需要特别关注。
初中物理16.4 科学探究电流的热效应
2.通电时间
3.电流大小
影响电流热效应的因素
实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关：
影响电流热效应的因素
实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关：
1.电阻大小
在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下， 电阻越大，电流产生的热量越多。
2.通电时间 3.电流大小
对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下， 通电时间越长，电流产生的热量越多。
公式： 单位：
Q = I² R t 热量 电流 电阻 时间
J
A ΩS
焦耳定律
电暖炉电阻丝的阻值为60Ω，导线的电阻为 1Ω，现通过它们的电流为0.5A，请问在5min 内电暖炉和导线分别产生了多少热量？
解：
5min=300s
Q =I2Rt
Q =I2Rt
=(0.5A)2×60Ω×300s =(0.5A)2×1Ω×300s
16.4 科学探究：电流的热效应
电流的热效应：
电流通过导体时电能转化为内能的现象
影响电流热效应的因素
猜想：电流产生的热量与哪些因素有关：
1.电阻大小 2.通电时间
控制变量法
3.电流大小
影响电流热效应的因素
实验探究：电流产生的热量与哪些因素 Nhomakorabea关：1.电阻大小
在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下， 电阻越大，电流产生的热量越多。
对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下， 通电电流越大，电流产生的热量越多。
焦耳定律
焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的 二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电 时间成正比。
（1818年－1889年），英 焦耳定律
国著名物理学家，用近40 年的时间做了400多次实验， 研究热和功的关系。为了 纪念他，把能量、功的单 位命名“焦耳”，并用焦 耳姓氏的第一个字母“J” 来标记热量。
沪科版物理九年级全一册-16.4科学探究：电流的热效应-教案
教案：沪科版物理九年级全一册16.4 科学探究：电流的热效应一、教学内容1. 电流的热效应：电流通过导体时会产生热量，这种现象称为电流的热效应。
2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比，可以用公式Q=I^2Rt表示。
3. 电流的热效应在生活中的应用：电热器、电饭锅、电熨斗等。
二、教学目标1. 理解电流的热效应，知道电流通过导体时会产生热量。
2. 掌握焦耳定律，能够运用焦耳定律计算电流通过导体产生的热量。
3. 了解电流的热效应在生活中的应用，提高学生对物理知识的认识和兴趣。
三、教学难点与重点重点：电流的热效应、焦耳定律。
难点：焦耳定律的推导和应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、实验器材（电阻丝、电流表、电压表、滑动变阻器、开关等）。
2. 学具：笔记本、笔、课本。
五、教学过程1. 引入：通过生活中常见的电热器、电饭锅等设备，引导学生思考电流是否会产生热量。
2. 讲解：讲解电流的热效应，介绍焦耳定律，并进行推导。
3. 实验：分组进行实验，观察电流通过电阻丝产生的热量，记录实验数据。
4. 分析：分析实验数据，验证焦耳定律。
5. 应用：举例说明电流的热效应在生活中的应用。
6. 随堂练习：解答与电流的热效应和焦耳定律相关的问题。
六、板书设计1. 电流的热效应2. 焦耳定律：Q=I^2Rt3. 电流的热效应应用七、作业设计1. 题目：计算电流通过一个电阻值为10Ω的电阻丝产生的热量，已知电流为2A，通电时间为5分钟。
答案：Q=I^2Rt=(2A)^2×10Ω×5×60s=1.2×10^4J2. 题目：举例说明电流的热效应在生活中的应用。
答案：如电热器、电饭锅、电熨斗等。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过生活实例引入，引导学生关注电流的热效应，通过实验验证焦耳定律，使学生更好地理解和掌握电流的热效应和焦耳定律。
2. 拓展延伸：电流除了会产生热量，还会产生磁效应和化学效应，可以进一步研究电流的这些其他效应。
16.4_科学探究：电流的热效应
5. 将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视 机和一把电烙铁，分别接入220V的电路中，通电时间 相同，电流通过它们产生的热量最多的是（ A ） A．电烙铁 B．电视机 C．电风扇 D．一样多
电流热效应的控制（防护）
散热窗
散热片
散热风扇
散热窗、散热片、散热小风扇
上面这些东西里都装有散热装置，你知道它 们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取 了散热措施？安装了什么样的散热装置？
讨论：
通电导体产生的热量跟电阻 到底是成正比还是成反比？你是 怎样理解的？
电流一定（正比） 电压一定（反比）
六.知识延展 非纯电阻电器：
电动机
1.能量转化： 电能 = 机械能 + 内能 2.总功（电能）： W总=UIt 3.有用功（机械能）： W有=W总-
Q=Gh
2
4.额外功（内能、热量）：
Q I Rt
电炉丝接入电路中时，电炉丝热得 发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不 发热。这是为什么?
（2）根据变形公式 ： P Q
U2 R
t 解释下面的问题：
为什么接在家庭电路中的灯泡，100W的要比15W的亮？
答：因为两灯泡 并联，灯泡两端的电压相等，100W 的灯泡比15W的灯泡电阻小，所以100W的灯泡产生 的热量多。因此100W比15W灯泡更亮。
W机械=W –Q=600000J
3. 下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（ A.洗衣机 B.录音机 C.电视机 D.电饭锅。
D）
4. 有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生 的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间 内烧开，那么这三根电阻丝应是( B ) A．三根串联 B．三根并联 C．两根串联起来，再跟第三根并联 D．两根并联起来，再跟第三根串联
16.4科学探究：电流的热效应
第四节科学探究：电流的热效应1．知道电流的热效应；2．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用．重点焦耳定律的理解及应用．难点做好演示实验，给学生一直观印象电流的热效应演示器一台，220 V电源、火柴、电阻丝、泡沫塑料块等及多媒体．一、创设情境，导入新知老师出示一些电器的图片，让学生观察．【提出问题】：①比较它们有何例外？②灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？③电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？④电能在转化为其他形式能的时候，为什么都要发热？影响它们发热的因素是什么？⑤它们发热时有什么规律？二、自主合作，感受新知1．电流的热效应．2．探究：电流产生的热跟哪些因素有关呢？3．焦耳定律．4．电热的利用和防止．三、xx互动，理解新知1．电流的热效应电流通过导体时，电能要转化成热，我们把这种现象叫做电流的热效应．2．探究：电流产生的热跟哪些因素有关呢【猜想】(1)可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多；(2)可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；(3)可能跟电流有关，因为常听说，电流大简易引发火灾．电流、电压和电阻三个量之间是有联系的，明确了两个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了．【设计实验】应采用控制变量的方法(1)如何控制电流一定时电阻的变化？(2)如何控制电阻一定时电流的变化？(3)如何比较电流产生热的多少？进行演示实验介绍课本上实验．现象与结论：(1)在通电电源的通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生热就越多．(2)在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生热就越多．3．焦耳定律英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精准地确定电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比的结论，这与我们刚才得出的发热功率与电流、电阻的关系是一致的，于是人们为了记住他，把这个规律叫做焦耳定律．其公式为：Q＝I2Rt.公式中的电流I的单位要用安培(A)，电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳(J)．介绍焦耳的生平，对学生进行爱科学的教育，激发学生的学习积极性．4．电热的利用和防止(1)任何用电器工作时都是产生电热．因为用电器都是由一定阻值的导体组成的，导体中或多或少都有电阻，所以电流通过这些电阻时都会发热．(2)电热的利用凡是加热的装置都利用了电热．请大家举一些例子说明．(3)电热的防止不想把电能转化为热能，而想转化为机械能、化学等装置的用电器都需要防止电热的产生．如电视机的散热窗、电动机的散热风扇等．四、尝试练习，掌握新知1．电流通过导体时，将电能转化为________能的现象，叫做电流的热效应，日常生活中用的________等就是利用电流的热效应的用电器．2．电流通过导体产生的热量跟电流的________成正比，跟导体的________成正比，跟________成正比，这个规律叫做焦耳定律．3．大功率晶体管上附有散热片，电视机外壳有散热窗，大型变压器四周设散热油管的目的是________．五、课堂小结，梳理新知本节课我们学习了电热产生的原因，及影响电热产生多少的因素，电热的利用和防止等知识．实验的设计时我们一定要有控制变量的思想，在说明一个物理量与另一个物理量之间关系时，一定要强调其条件，是在什么量不变的情况下才有这样的关系，使自己的叙述更加周密．焦耳定律的内容与该节知识很贴近，我们略一转化就可以得出焦耳定律的内容．但本质上电流产生的热与电阻的关系更具有简单易记、精准明了的特点，只不过它没有了出名物理学所赋予的光环．六、深化练习，巩固新知动手动脑学物理：1、2七、开放练习，拓展新知1．有三个用电器，其中一个为“220 V60 W”的电风扇，一个为“220 V60 W”的白炽灯，另一个是“22060 W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个小电器产生的热量()A．电风扇最多B．白炽灯最多C．电热器最多D．都一样2．下列情况中属于防止电热危害的是()A．电视机背后有散热窗B．家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次C．家庭电路大凡安装自动保护装置，当电流过大时，自动切断电路D．大型爆破工程，用电热装置引发炸药3．将两根火柴分别放在串联的两根电热丝R1和R2xx，若R1＝5R2，通电后问哪根火柴先被点燃(A．在R 1上的火柴B．在R2上的火柴C．同时点燃D．无法确定)V。
16.4科学探究：电流的热效应(课件PPT)沪科版九年级物理全一册
❖ 电流通过线圈产生的热量为： Q=I2Rt=(2A)2×0.5Ω×300s=600J.
❖ 电能转化为机械能的量为：W-Q.=7200J-600J=6600J. ❖ 点评：本题电流做功，电能转化为内能和机械能，电动
❖ 全解：由于R1、R2串联在电路中，根据Q=I2Rt可得Q １∶Q２＝R1∶R2＝２∶３.当R1、R2并联在电路中，根据 可得Q１∶Q２＝R2∶R1＝3∶2．
❖ 点评：本题的解答，需要分清两个电阻是串联还是并联 ，抓住两类不同电路的特点，然后分别选择合理的公式，代 入相关数据进行计算
❖ 例4．电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连接的 输电线却不热，这是因为 （ ）
❖ ②无论用电器串联或并联。计算在一定时间 所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+…Qn
❖ ③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用 ：Q= U2t/R=Pt
❖ 4、应用——电热器：
❖ ①定义：利用电流的热效应而制成的发热设 备。
❖ ②原理：焦耳定律
❖ 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、熔点高的合金制成。
②无论用电器串联或并联。
实（例3）4：求两电个动灯机2泡正.，常一亮工度 作个大1m的i2n产所0生转Ω的化热的的量机一械电能。阻，通过0.5A的电流2min，电阻上消耗 J 的电能，释放热量 J. ①保持滑动变阻器的滑片不动
001Ω），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），串联时导线生热很微小，故感觉不热。
ห้องสมุดไป่ตู้
❖ 例5．一台直流电动机，线圈的电阻为0.5Ω，接在12V电源 上时，通过的电流为2A，这台电动机工作5min产生多少机 械能？
16.4科学探究电流的热效应
沪科版九年级第十六章《电流做功与电功率》16.4 科学探究：电流的热效应【知识梳理】一、电流热效应1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关电热与通电时间的关系可以通过实验过程体现出来，对于某一个电阻丝所在容器，通电时间越长，温度升高的度数越高，说明通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
在研究电流与电流关系的实验中，通过调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，发现电流越大，电阻所在容器温度上升的较高，说明在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生热量越多。
在研究电热与电阻关系的实验中，利用两个电阻串联的电流相等，电阻大的容器中的温度计升高的温度高，说明电流通过电阻产生热量多。
即在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。
通过本次实验可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关。
电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
3.在设计电路时要利用控制变量的思想，电流、电阻和通电时间都能影响电热的大小，在探究其中一个物理量时，要控制其它量相同。
在探究电热与电阻关系时，要控制电流相同，结合串、并联电路的特点，利用串联电路电流相等，所以把两个阻值不同的电阻串联进行实验。
在探究电热与电流关系时，要控制电阻一定，电流不同，因而通过调节滑动变阻器改变通过电阻的电流。
4.本实验是利用电阻丝加热液体（煤油）来反映电流通过电阻产生热量的多少，现象比较明显，测量方便。
实验中也可以利用空气的热胀冷缩的性质，用密闭容器连接U型管，通过U型管两侧液面高度差的变化来比较放出热量多少。
二、焦耳定律1.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
2.焦耳定律公式：Q=I2Rt。
式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
3.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
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答案:(1)煤油比热容小,吸收相同热量时,温度变化较明显。 (2)
c水
【技法点拨】 (1)实验关键点: ①控制变量法。 探究电热与电阻的关系:选不同的电阻丝串联,控制电流与通电时间相 同; 探究电热与电流的关系:选两个相同的电阻丝,分别与滑动变阻器串联, 便于改变电流,保持电阻通电时间不变。
XB-6991 220 V 600 W 50 Hz 底盘加热
(1)水沸腾后,煮茶器能将水温保持在80℃到85℃之间,原因是______
(填写选项前的字母)。 A.发热管的功率变小 B.发热管间歇性工作
提示:(1)温度计的示数变化。 (2)电流和通电时间及煤油的质量。
(3)电阻和通电时间及煤油的质量。
【精讲精析】本题考查焦耳定律的探究。(1)选取两个相同玻璃瓶,装 入相同质量煤油,是为了使煤油在相同时间内吸收的热量相同 ,通电后 电流通过电阻丝做功,产生的热量被煤油吸收,使煤油的温度升高,通
过观察温度计的示数的大小来判断电流产生的热量的多少 ;(2)要探究
(3)探究电流热效应与电阻的关系。 ①思路:需控制____________、____________不变,改变 ______________。故需将两个________的电阻________在电路中。 参考答案:电流 通电时间 电阻 不同 串联
②根据探究目的连接电路。
参考答案：如图所示
③总结结论:实验中发现,电阻越大,温度上升越明显,由此得出结论
4.实验设计及分析:
(1)探究电流热效应与通电时间的关系。
思路:需控制
、
不变,改变
。
(2)探究电流热效应与电流的关系。 ①思路:需控制 故电路中通过调节 参考答案：(1)电阻 电流 (2)①电阻 通电时间 、 不变,改变________。 改变电流。 通电时间
电流大小 滑动变阻器
②根据探究目的连接电路。
(3)为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系,他连接了如图乙所示 的电路。他这样做的好处是_____________。
(4)该实验探究过程中应用了控制变量法。请再列举两个应用此方法
的实验:
①______________________________________________________;
参考答案：(1)二次方 电阻
【想一想】
用电饭煲做饭,通电一段时间后,对比电饭煲和导线的温度,谁的温度 高?谁产生的热量多? 参考答案：电饭煲 电饭煲
探究1
电流产生的热量与哪些因素有关
1.提出问题:电流产生的热量与哪些因素有关?
2.猜想与假设:电流产生的热量可能与 、 、
有关。
参考答案：通电时间 电阻大小 电流
U 220 V =0.022 A, 4 R 1.0 10
Q=I2Rt=(0.022 A)2×1.0×104Ω×100 s=484 J。 参考答案:484 J
【交流与讨论】 电热与电功在大小上有什么关系? 参考答案:电流通过导体时,如果电流所做的功全部用来产生热量 ,则 W=Q;如果电流所做的功只有一部分用来产生热量 ,则W>Q。
【记一记】 UIt是电流所做的功,I2Rt是电热。在纯电阻电路中,电流所做的功全 部用来产生热量,有I2Rt=UIt;在非纯电阻电路中,电热是电流做功的 一部分,有I2Rt<UIt。
【知识拓展】电流的效应 电流的效应是指电流的热效应、化学效应和磁效应。电流的热效应: 电流通过导体要发热,这叫作电流的热效应。例如,电灯、电炉、电烙 铁、电焊等都是应用电流的热效应的例子。电流的化学效应:电流通 过导电的液体,会使液体发生化学变化,产生新的物质。这叫作电流的
电流产生的热量与电流大小的关系,应该在电阻和通电时间相同的情
况下,他接下来的操作应该是调节滑动变阻器的滑片使电流为 I2,按下
计时器并同时每间隔1 min记录一次温度计的示数;(3)这样可以使通
过两电阻丝的电流和通电时间相同;(4)应用控制变量法的实验有:
探究影响电阻大小因素的实验、探究影响摩擦力大小因素的实验、探 究欧姆定律的实验、探究影响压力作用效果因素的实验等等。
_____________。
提示:两个电阻串联,通过两个电阻的电流相等,在相等的时间内,电阻 大的电阻丝放出的热量多,说明电流产生的热量跟 电阻有关。 参考答案:电流通过导体产生的热量跟电阻有关,电阻越大产生的热量 越多
【交流与讨论】 (1)在本实验中探究电流热效应与电流和电阻的关系时,滑动变阻器的 作用有什么不同? 参考答案：在探究电流热效应与电流的关系时 ,滑动变阻器的作用是 改变通过电阻丝的电流。在探究电流热效应与电阻的关系时 ,滑动变
②器材选择:被加热的材料选择煤油,比热容小,效果明显且安全。 ③实验改进方法:直接加热液体或空气,用液体或空气膨胀程度表示电 热的多少,效果更明显。 (2)规避失分点:①电热与电流、通电时间、电阻有关,在表述结论时 不要忽略时间;②两电阻并联时,电阻相同,电路两端的电压相同,因有 滑动变阻器,所以电阻两端的电压不同,电阻中的电流不同。
阻器的作用是保护电路。
(2)实验中为什么选用煤油而不是水? 提示:由于煤油的比热容比水的比热容小,吸收相同的热量后,煤油升 高的温度高,实验现象明显。 参考答案:煤油的比热容小于水的比热容,在吸收的热量相同时,煤油
的温度变化明显。
(3)使用温度计的目的是什么? 参考答案:为了测出液体的温度。
【记一记】 (1)实验中,为了保护电流表、防止因超量程而损坏,电流表选0～3 A 量程。 (2)实验中,保证烧瓶中煤油的质量、初始温度相同。
电流产生的热量与哪些因素有关。
(1)选取两个相同玻璃瓶,装入相同质量煤油并插上温度计的目的是
_________________。
(2)为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,他连接了如图甲所示
的电路。闭合开关,调节滑动变阻器使电流为I1,按下计时器并同时每
间隔1 min记录一次温度计的示数。他接下来的操作应该是______。
热风时:990 W
冷风时:110 W
【解题关键】解决本题抓住以下关键:
关键1:知道计算热量的公式。
关键2:明确电吹风吹热风时,电动机和电热丝并联。
关键3:明确电吹风吹冷风时,只有电动机工作。
【精讲精析】本题考查电功与电功率的计算。
(1)当吹冷风时,只有电动机工作,P1=110 W。 I1=
P1 110 W =0.5 A, U 220 V
第四节 科学探究:电流的热效应
【自学卡片】 1.电流的热效应: (1)定义:电流通过导体时 (2)影响因素:通电时间 电流产生的热量越多。 参考答案：(1)电 内 (2)越长 越大 越大 能转化为 、电流 能的现象。 、电阻 ,
2.焦耳定律: (1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的 的 (2)公式: 成正比,跟 。 通电时间 (2)Q=I2Rt 成正比。 成正比,跟导体
化学效应。例如,电解、电镀、电离等就属于应用电流的化学效应的
例子。电流的磁效应:给绕在软铁芯周围的导体通电,软铁芯就产生磁
性,这种现象就是电流的磁效应。例如,电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等
都是利用电流的磁效应制成的。
考点一
通电导体放出的热量跟哪些因素有关
【示范题1】(2014·济宁中考)小梦选取了如图所示的实验器材,探究
(2)如果用Q表示电流流过导体时产生的热量,I表示导体中的电流,R表
示导体的电阻,t表示通电时间,那么焦耳定律用公式表示为________
_________。
参考答案：Q=I2Rt
2.练一练:
小吴同学自制了一个简易的“电热驱蚊器”,发热元件是一个阻值为
1.0×104Ω 的电阻。当发热元件两端的电压为220 V时,通电100 s产 生的热量为多少? 提示:I=
答案:(1)判断电流产生热量的多少
(2)调节滑动变阻器的滑片使电
流为I2,按下计时器并同时每间隔1 min记录一次温度计的示数
(3)保证通过两电阻丝的电流和通电时间相同 (4)①探究影响电阻大
小因素的实验 ②探究影响压力作用效果因素的实验
【互动探究】
(1)实验中玻璃瓶中装入的液体为什么是煤油而
不是水?
【技法点拨】焦耳定律的理解和应用
(1)公式的应用。
应用公式 基本公式 导出公式 电热(焦耳定律) Q=I2Rt
U2 Q= ·t=UIt R
适用范围 普遍适用 仅适用于纯电阻电路W=Q
(2)串、并联电路中电流产生热量的分配: ①串联电路电流通过各电阻所产生的热量与其电阻成正比。即 Q1∶Q2=R1∶R2。 ②并联电路电流通过各电阻所产生的热量与其电阻成反比,即 Q1∶Q2=R2∶R1。
②______________________________________________________。
【解题探究】解答本题时需思考以下问题:
(1)电流通过导体产生热量的多少如何显示出来?
(2)为了研究通电导体放出的热量跟电阻是否有关 ,应控制哪些量不变?
(3)为了研究通电导体放出的热量跟电流是否有关,应控制哪些量不变?
参考答案: 如图所示
③总结结论:实验中发现,电流越大,温度上升越明显,由此得出结论 __________________________。 提示:调节滑动变阻器,使滑动变阻器的电阻不同,电流不同,加热相同 的时间,发现电流大的煤油温度升高得多,说明产生的热量跟电流大小 有关。 参考答案:电流通过导体产生的热量跟电流大小有关,电流越大产生的 热量越多
3.实验方法: (1)电流产生的热量与多个因素有关,故需利用 (2)实验中通过 为 。 法。
显示电流产生热量的多少。这种方法
提示:导体产热与多个因素有关,为了保证探究的准确性,应采用控制 变量法。导体产热的多少是通过用温度计测量水的温度变化看出来的 , 所以还用到转换法。 参考答案:(1)控制变量 (2)温度计示数的变化 转换法