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比较它们有何不同？

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；

八、、‘

(3)可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾．

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 年最先精确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= l2Rt.

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(Q),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，使自己的叙述更加严密．

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、精确明了的特点，只不过它没有了著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“ 220

60 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.家庭电路一般安装自动保护装置，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R

1 和R

2xx,若R

1= 5R

2,通电后问哪根火柴先被点燃（A.在R

1上的火柴B.在R

2上的火柴

C.同时点燃

D.无法确定）V