最新沪科初中物理九年级上册《16第4节 科学探究：电流的热效应》PPT课件 (5)

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3.议一议: (1)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。
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(2)如果电流所做的功全部用来产生热量，你能推导出计算热 量的其他公式吗？
第四节 科学探究:电流的热效应
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【体验】电流的热效应 活动:在电饭锅内装入等质量的初温相同的水,加热。观察电饭 锅中的水及其导线的发热情况。 活动1:加热两分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线 感受其温度。 活动2:加热五分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线 感受其温度。
提示:电流的热效应是指电流通过导体时,将电能转化成热(内)
能。
参考答案:电 热(内)
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2.猜想与假设:通过体验和日常现象,电流的热效应与
、
、
有关。
提示:由体验可看出,通电时间越长,产热越多;电阻越大,产热
越多,故导体的产热多少与通电时间和电阻大小有关。根据生
活现象,一般通过导体的电压越大,它的电流越大,导体发热也
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1.电流产生的热量与哪些因素有关?有什么关系? 2.焦耳定律的内容和公式分别是什么?
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探究1 电流产生的热量与哪些因素有关
结合“体验”,思考以下问题:
1.电流的热效应:通过“体验”可知,电流通过导体时,将
能转化为
能,导体发热。这种现象即为
电流的热效应。
量跟
成正比,跟
成正比,跟
成正比,这个规律就叫做焦耳定律。
参考答案:电流的二次方 导体的电阻 通电时间
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(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
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(3)上式中I的单位是
越长,温度计示数变化越大,表明电流通过导体产生的热量跟通
电时间有关。
参考答案:电流通过导体产生的热量跟通电时间有关,通电时间
越长,产生的热量越多
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(2)探究电流热效应与电流的关系
①思路:需控制
、
变
。
参考答案:电阻 通电时间 电流
不变,改
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②根据探究目的连接电路
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4.测量器材:实验中为了明显观察到导体产热的变化,所以应选
用的液体是
;为了方便研究产热多少与电流大小
的关系,还应选用的器材是_____________。
提示:液体的比热容越小,吸收相同的热量,温度升高得越明显;
在电压一定时,电阻越大,电流越小,所以为了方便改变电流大
小,可选用滑动变阻器接入电路。
参考答案:煤油 滑动变阻器
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5.实验设计及分析:
(1)探究电流热效应与通电时间的关系
①思路:需控制
、
变
。
参考答案:电阻 电流 通电时间
不变,改
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②总结结论:实验中发现,通电时间越长,瓶中的温度上升得越
高,说明了
。
提示:同一个瓶中的电阻不变,通过电阻的电流不变,通电时间
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6.交流与评估: (1)在实验中,滑动变阻器的作用是: ①__________________________________________________; ②__________________________________________________。 提示:把滑动变阻器接入电路,增大了电路中的电阻,可以限制 电路中的电流,有保护电路的作用;另外,选用两个阻值相同的 电阻,各串联一个滑动变阻器,通过调节滑动变阻器的阻值,在 相同的时间内通过大小不同的电流,比较使质量相同的同种液 体温度升高的情况,判断电阻产生热量的多少。 参考答案:①保护电路 ②改变电阻中的电流
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考点1 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 【典例1】小明利 用如图所示的实验装置探究“导体 产生的热量与电阻大小的关系”。 甲、乙两瓶中装有质量与初温都相 同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶 中镍铬合金丝的电阻小。
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(1)实验中煤油吸热的多少是通过
(选填“温度计示
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
量跟电流有关。
参考答案:电流通过导体产生的热量跟电流有关,电流越大产生
的热量越多
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(3)探究电流热效应与电阻的关系
①思路:需控制
、
变
。
参考答案:电流 通电时间 电阻
不变,改
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②根据探究目的连接电路。
【方法归纳】利用转化法和控制变量法 (1)转化法:通过温度计变化的示数判断放出热量的多少。 (2)控制变量法: ①探究与电流的关系:需要用到滑动变阻器和两个相同的电热 丝,且要并联连接; ②探究与电阻的关系:将两个不同的电热丝串联连接; ③探究与通电时间的关系:用同一个电路,改变加热时间。
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越多,故还可以猜想电流的热效应与通过导体的电流有关。
参考答案:通电时间 电阻大小 电流
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3.实验方法:
和
。
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。由体验可知,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:控制变量法 转换法
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两电热丝放热的多少,通过煤油升温的高低来反映,这是转换法; 两电热丝串联,控制电流及通电时间相等,而电阻大小不同,这 是控制变量法。 答案:(1)温度计示数 (2)小于 (3)在电流和通电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多 (4)控制变量法或转换法(填对一个即可)
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参考答案: Q W Pt UIt U2 t I2Rt R
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(3)你还有哪些方法求解第2题中发热元件产生的热量？ 参考答案:
Q=W=UIt=22①0I V×UR0.10.2022210A0V×4 1000.s0=2248A4 J
②Q

U2 R
t
（220 V）2 1.0104
考点2 焦耳定律的应用 【典例2】图示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理 图。R1、R2为电热丝,其中R2=242Ω ,水升温并汽化成水蒸气, 从而熨烫衣服。
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(1)电热丝是利用电流的_________效应工作的。分析电路图, 闭合S1,当S2________时,电熨斗处于高温挡。 (2)电熨斗处于低温挡时,正常工作功率为100W。求:通过电路 的电流是多大?R1的电阻是多大?通电3min产生的热量是多少? (3)若将该款电熨斗进行改造,使其正常工作时高温挡功率为 1000W。要求只改变其中一个电热丝的阻值,请你通过分析和计 算,求出该电热丝改变后的阻值应为多少?
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活动3:加热十分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线
感受其温度。
(1)对比三次活动中温度计示数的变化,可看出,随着通电时间
的加长,锅内水的温度越来越
(选填“高”或
“低”)。
(2)对比在相同时间内,电饭锅和导线的温度,可看出,在相同时
间内,
产的热多。
提示:(1)高 (2)电饭锅
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【思路导引】分析本题的两个关键点: 关键点1:电压一定,电路电阻越小,功率越大。 关键点2:电热丝放出热量的计算公式:Q=I2Rt。
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二、焦耳定律 电流的二次方
1.内容:电流通过导体产生的热量跟_____________成正比,跟 __导__体__的__电_阻__成正比,跟_通__电__时__间__成正比。 2.公式:_Q_=_I_2_R_t。
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【拓展延伸】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。电流的这种效果叫作电流的化学效应。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。
_____________________________________________________。
(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是
。
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【思路导引】本题解题思路如下:
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【精讲精析】本题考查导体产生的热量与电阻大小关系的实验 探究。(1)实验前,甲、乙中的煤油温度相同,在实验过程中,两 电热丝放热,煤油吸热,温度升高,故煤油吸热的多少是通过温 度计的示数来反映的;(2)在吸收相等热量和等质量的情况下, 因煤油的比热容小于水的比热容,根据Q吸=cmΔt可知煤油升温 比水显著,实验效果明显;(3)由题图可知,两电热丝串联,通过 的电流及通电时间相等,乙瓶中的温度计示数升高得快,说明乙 瓶中电阻较大的镍铬合金丝放热多,故可得出结论:在电流和通 电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多;(4)在该实验中,
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(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:煤油的温度变化明显
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探究2 焦耳定律
1.填一填:
(1)通过“探究1”可知,电流产生的热量与通电时间、电流大
小和导体的电阻都有关,具体关系是电流通过导体时产生的热
100
s

484
J
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一、电流的热效应 1.定义:电流通过导体时,电能转化为_热__能__的现象。 2.影响因素: (1)在电流和通电时间相同时,电__阻___越大,产生的热量就 _越__多__。 (2)在电阻和通电时间相同时,_电__流__越大,产生的热量_越__多__。 (3)在电阻和电流相同时,_通__电__时__间__越长,产生的热量__越__多_。
是
,Q的单位是
参考答案:A Ω s J
,R的单位是 。
,t的单位
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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1.0×104 Ω 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:
Q参＝考I答2RI＝案t=UR:(40＝8.140.202J2210A0V)4 2×10..002×2 1A0，4 Ω ×100 s=484 J。
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提示:根据探究思路可知,需控制电流和通电时间相同,故需要答案:如图所示
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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________________________________________________。 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,电阻大的电热丝放出的热量多,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
数”或“加热时间”)来反映的。
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油
而不用水做实验,是因为煤油的比热容
(选填“大于”
或“小于”)水的比热容。
(3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出
的实验结论是_________________________________________
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提示:根据探究思路,要探究电流热效应与电流的关系,需控制 电阻和通电时间相同,改变电流,故通过调节滑动变阻器连入电 路的阻值,改变电流。 参考答案:如图所示
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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