第四节 电 和 热
第八章 第四节.电与热(学案)
彩田学校物理学案第八章电功率第4节.电与热班级：姓名：四、电与热【学习目标】1、知道电流的热效应；2、能理解焦耳定律的内容、公式、单位，并且会运用公式进行简单的计算；3、知道电热的利用和防止。
【课堂导学】【学点一】电流的热效应（阅读教材48页内容，回答下面问题。
）1.观察图8.4—1可知：电饭锅把能转化为能；电熨斗把能转化为能；电暖器把能转化为能；电炉把能转化为能；生活中，许多用电器接通电源后，都伴有现象产生。
电流通过导体时能转化为，这个现象叫做。
2.根据生活经验和阅读教材猜想：电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？（1）猜想：电流产生的热与、、有关。
（2）思考：怎样判断电流通过导体时产生热的多少？提示：电流热效应我们不方便比较，但是可以通过温度或热胀冷缩的现象直观的比较热效应的强弱，这种研究问题的方法叫转换法。
本实验用到的物理探究方法是和法。
3.如图8.4-2所示的实验装置，两个烧瓶中盛有的煤油，显示煤油的温度，两个烧瓶中金属丝分别是和，的电阻较大。
把两个烧瓶中的金属丝联起来接到电源上，通过两段金属丝的电流，通电一段时间后，比较两烧瓶中煤油温度的变化。
（1）闭合开关后，两根金属丝的电流大小 _，通电时间。
（2）通电一段时间后，装有烧瓶中的煤油温度上升较快。
实验表明，在________，________相同的情况下，_________越大，产生的热量越多。
4.如图8.4-3所示的实验装置。
在通电时间的情况下，分别给烧瓶中的镍铬合金丝通入大小的电流，观察得到，通入电流较时，温度计的示数上升较快。
实验表明，在_____________，_____________的情况下，_______越大，产生的热量越多。
5.根据生活经验我们还知道：在电阻，电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越_______ 。
总结得出：电流通过导体产生的热量与，和有关。
【学点二】焦耳定律（阅读49页内容，回答下面问题。
）1. 物理学家在1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
第四节--焦耳定律
第四节焦耳定律
一、教学目标
（一）知识与技能
1．能通过实例，认识电流的热效应。
2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。
3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。
（二）过程与方法
1.体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。
（三）情感态度和价值观
1.会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。
二、教学重难点
重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。
难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
三、教学策略
电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同形式的能量。
本节研究的是把电能转化为内能多少，生活中的用电器工作时都伴有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。
在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变量的方法。
研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。
设计实验时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。
四、教学资源准备
校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板（含电能表）、功率不同的用电器（如热得快和白炽灯）、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。
电热器就是一个纯电阻电路
四 电热的利用与危害
电热器的主要部分是发热体，由电阻 大 、熔点___ 高 的电阻丝组成。 ___ 电热的优点：清洁卫生，使用方便， 方便调节等
电热的危害： 将导体烧坏，使绝缘老化 防止电热危害的措施： 减少产生的热量，设法散热 1、电视开的时间久了会发热，电视后 盖上有孔 2、电脑还装有风扇来散热，减少电热 的危害
小试牛刀：
1.现有两根电阻丝R1、R2（ R1 > R2 ），小明 要用它们制成电热壶中的电热丝，要求在 电压一定时，让相同质量的水升高相同的 温度所用时间最短，下列四种设计方案中 正确的是（ ） A • A、把两根电阻丝并联起来； • B、把两根电阻丝串联起来； • C、单独用R1电阻丝； • D、单独用R2电阻丝。
2、有2A的电流通过一电阻器，在一定 时间内产生一定的热量，如果电流增 加到4A，在相同的时间内产生的热量 是前者的（C ）
A、1/2倍 B、1/4倍 C、 4 倍 D、 2 倍
想想议议
• 我们知道，额定电压相同的灯 泡，额定功率越大，电阻越小， 单位时间内产生的热量越多。 可是按照焦耳定律，电阻越大， 单位时间内产生的热量越多。 二者似乎有矛盾，这是怎么回 事？
1 焦耳定律内容：
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。这个规律叫做焦耳定律 (Joule law)。
2 公式：Q=I2Rt
3 单位： I—安A t—秒S R—欧Ω Q—焦J
例、一根60欧的电阻丝接在36伏
的电源上，在5分钟内共产生多少
热量？ 已知：R=60Ω U = 36V t =5min=300s 求：Q=？ U 36V 解：I=－＝ ＝0.6A R 60Ω Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s ＝6480J 答：在5分钟内共产生6480J热量
第八章第四节电与热
2
小明有睡觉前看十五分钟书的习惯， 小明有睡觉前看十五分钟书的习惯，这天由于 是周末，所以，他就多看了一个小时， 是周末，所以，他就多看了一个小时，就在他要准 备睡觉的时候，他伸手去关台灯，不小心触摸到了 备睡觉的时候，他伸手去关台灯， 灯泡，结果听见他哎呀了一声， 灯泡，结果听见他哎呀了一声，然后连忙把手缩了 回来，这是怎么回事？ 回来，这是怎么回事？
13
电流通过导体产生的热量是否跟电流的 大小有关？ 大小有关？
14
h1
h2
15
电流通过导体产生的热量和通电时间是 否有关？ 否有关？
16
17
1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产 、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大， 生的热量越多。 生的热量越多。 相同， 越大 越大， 越多 越多） （I与t相同，R越大，Q越多） 与 相同 2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流 、在通电时间、电阻相同的情况下， 越大，产生的热量越多。 越大，产生的热量越多。 相同， 越大， 越多 越多） （ R与t相同，I越大，Q越多） 与 相同 越大 3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产 、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长， 生的热量越多。 生的热量越多。 相同， 越大， 越多 越多） （ R与I相同，t越大，Q越多） 与 相同 越大
3
这是因为台灯通电后，灯丝会发热， 这是因为台灯通电后，灯丝会发热，一段时间 灯泡就会很烫，小明在看完书后去关台灯， 后，灯泡就会很烫，小明在看完书后去关台灯，触 摸到灯泡，手感觉到很烫，所以哎呀了一声， 摸到灯泡，手感觉到很烫，所以哎呀了一声，并连 忙将手缩回。 忙将手缩回。 其实在日常生活中有许多用电器在接通电源后 都伴有热现象。 都伴有热现象。
北师大版物理九年级下册第四节 电流的热效应教案与反思
第十三章电功和电功率第十四章原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！第十五章玉壶存冰心,朱笔写师魂。
——冰心《冰心》第四节电流的热效应首都师范大学附属中学杨光一、教学背景分析本节内容主要是让学生通过生活中用电器的发热现象认识电流的热效应；通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关；在由实验探究得出电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系的基础上，让学生了解焦耳定律，并且能够用焦耳定律说明生产生活中的一些现象。
从学生的知识基础看，学生已经学习了电功与电功率，能够从能量转化的角度分析电流做功时能量的转化情况；学生也在“机械能、内能及其转化”一章学习过比热容，知道同质量的同种液体，吸收不同热量时升高的温度不同，可以用温度的变化来反映吸收热量的多少。
从学生的日常经验看，学生对生活中用电器发热的现象并不陌生，比较容易认识电流的热效应。
从学生的能力基础看，学生在上一节课完成了完整的探究实验，探究了小灯泡的电功率，实验综合性强，探究能力得到了提高。
结合教学内容与学情分析，本节教学设计的基本思路如下：首先用电热丝切割器切割塑料泡沫，引入新课；然后请学生举出生活中用电器通电后发热的例子，从能量转化的角度进行分析，认识电流的热效应；接着探究电流的热效应与哪些因素有关，通过实验得出定性结论；再介绍电流产生热量与电流、电阻、通电时间的定量关系，即焦耳定律；最后运用焦耳定律说明生产生活中的一些现象。
二、教学目标1.知道什么是电流的热效应。
知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系。
2.通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，提升科学探究能力，经历设计记录表、进行实验和收集证据的过程，进一步学习控制变量的科学研究方法，体会替代的研究思想，养成严谨的科学态度。
3.通过学习电流热效应的应用和危害防止的实例，树立理论联系实际、将所学知识应用于实际的意识，体会物理知识对生产生活的重要意义。
第十三章第四节《电流的热效应》课件北师大版九年级物理全册
三、焦耳定律
1、定律内容：
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。
2、定律表达式： Q = I2Rt
3、单位：
Q 焦I 安R 欧t 秒
最新最全北师大版初中
九年级物理全册第十三章
《电功和电功率》
第四节 《 电流的热效应 》
新课教学课件
第十三章 《电功和电功率》
§பைடு நூலகம்四节
电流的热效应
一、电流的热效应 ☆视察下列现象，你发现了什么？
手靠近发光的白炽 灯时，感到发热。
电热壶通电后 ，将冷水加热
电烤箱通电后 ，将面包烤熟
☆电流的热效应：
电流通过导体时，导体会发热 ，这种现象叫作电流的热效应。
= 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
4、两个电热器的电阻之比为4︰3，
通过相同的电流，在相等的时间里
产生的热量之比为_4_︰__3_；若两个电 热器的电阻相同，通过的电流强度
为1︰3，在相1︰等9的时间里产生的热 量之比为______。
5、当0.2安的电流通过一金属线时产生
求：1 ）消耗的电能W。
2 ）产生的热量Q。
解：1 ） W＝UIt
＝380×10×1J
2 ） Q＝＝3I82R00tJ
×1J
＝10 ×10 ×2
3、一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?
解:
I=
U R
=
36 60
第四节 电流的热效应(共13张PPT)
× Q=I Rt =(0.6 A) 2 大电阻丝的电阻，他的想法对吗？为什么？
第四节 电流的热效应
2
60 Ω×300 s=6480 J
Q=I 2Rt =(0.
例题：一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上，在5 min内共产生多少热量？
电流的热效应与哪些因素有关呢？
答：共产生6480 J的热量
第7页，共13页。
下列电器中应用电流热效应工作的是（ ）
U 电流的热效应与哪些因素有关呢？ 解：I = 电熨斗 C. R 电流的热效应与哪些因素有关呢？
下列电器中应用电流热效应工作的是（ ）
=
36 V =0.6 A 60 Ω
答：共产生6480 J的热量
焦耳定律中有这样一句话“电流通过导体时产生的热量……，跟导体的电阻成正比，……”小李想：如果让电炉在一定时间里多放出热量，应增
第10页，共13页。
快速抢答
• 下列电器中应用电流热效应工作的是 （ ABC ）
A. 白炽灯 B. 电熨斗
C.电饭锅
D. 电风扇
第11页，共13页。
实际问题
• 电炉丝热的发 红，但跟电炉 丝连接的铜导 线却不怎么热， 为什么？
第12页，共13页。
谢 谢！
第13页，共13页。
例题：一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上， 当电流和通电时间相同时，导体中电流产生的热量跟电阻成正比。
答：共产生6480 J的热量 当电流和通电时间相同时，导体中电流产生的热量跟电阻成正比。
在5 min内共产生多少热量？ 电流的热效应与哪些因素有关呢？
电熨斗 C.
6 A)2 × 60 Ω×300 s=6480 J
中电流产生的热量跟电阻成正比。
第四节科学探究：电流的热效应
用手一摸电视机后盖
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
电热器
水用管状电热器
电炉
热得快
电热水壶
电热毯
它们的共同点是? 内部具有电热丝
电饭煲
温度升高量/℃ 1.5 6.0
越大 ，其产生的热量_______ 越多 。 由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流________ (3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时 B 串联 选择图乙中______( 选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶________( 选填“串联” 或“并联”)。
电熨斗
电热器：利用电热丝直接将电能转化为内能的装置
注意：微波炉、电磁炉因为没有电热丝所以不属于电热器
一、电流的热效应
• 电流通过导体时电能转化为热，这 个现象叫做电流的热效应。
电热器是利用电流热效应工作的装置
电热的利用和防止
利用：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
图16－4－2
类型二
电热的计算
例2 如图16－4－3所示为一台两挡式电热水器的内部简化电路，S为温控开关，当S 接a时电路中的电流为5 A，当S接b时电路的电功率为22 W，求： (1)R1的电阻。 (2)高温挡时电路的电功率。 (3)在低温挡工作10 min，电流通过R2产生的热量。
[答案](1)当 S 接 a 时，电路为 R1 的简单电路，电热水器处于高 U 220 V 温挡位，根据欧姆定律可得：R1＝ ＝ ＝44 Ω。 5A I高 (2)高温挡时电路的电功率：P 高＝UI 高＝220 V×5 A＝1100 W。 (3)当 S 接 b 时，两电阻串联，电热水器处于低温挡位，电路中 P低 22 W U 的电流：I 低＝ U ＝ ＝0.1 A；电路中的总电阻：R 总＝ ＝ 220 V I低 220 V ＝2200 Ω； 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R2＝R 总 0.1 A －R1＝2200 Ω －44 Ω＝2156 Ω ；工作 10 min 电流通过 R2 产生 的热量：Q2＝I 低 2R2t＝(0.1 A)2×2156 Ω ×10×60 s＝12936 J。
第08章 电机的发热与冷却
电机的发热与冷却
• 电机的额定容量还与使用环境有关，若环境温度、冷却介质、 海拔和相对湿度等与规定的不同，则要对额定容量进行修正。 如在高海拔地区使用，空气稀薄，冷却能力差，则应该降低 电机的额定容量。
• 冷却方式对电机的额定容量影响很大，冷却能力越强，电机 各部件的温度越低，额定容量越大。
• 电机的额定容量还与工作制有关，同一台电机，若运行在不 同的工作制下，其额定容量不同。例如，长期运行时的温升 要高于短时运行，其额定容量要小于后者。
电机的发热与冷却
温度测量方法的不同，会造成测量结果的不同。在规定温升限
度的同时，还应规定相应的温度测量方法。
• 温度计法
该方法直接测量温度，非常简便，但只能测量电机各部分的 表面温度，无法得到内部的最高温度和平均温度。
• 电阻法
绕组的电阻R随温度t的升高而增大，满足以下规律
R
R0
T0 t T0 t0
电机的发热与冷却
在电机中，电机的底座和电机周围的空气通常都是不良导热 体，因此热传导主要发生在电机内部。 电机内的热源主要是绕组损耗和铁心损耗，绕组损耗所产生的 热量借助于热传导作用从绕组穿过绝缘传递到铁心中，与铁心 产生的热量一起被传导到电机表面。 可以看出，绕组热量的传导比铁心中热量的传导经过的材料 多，故绕组温度通常高于铁心温度。 将温度场中温度相同的点连接起来，就得到等温线或等温面。 各点热量传导的方向总是与该点温度的空间变化率最大的方向 一致，也就是与通过该点的等温线或等温面的法线方向一致。
是制造厂对电机在相应的变速范围内的变动负载（包括过载） 和各种条件的规定。 • 离散恒定负载工作制定额 • 等效负载定额 一种为试验目的而规定的定额。
电机的发热与冷却
沪科版九年级物理-第四节__科学探究：电流的热效应
转化
让电流产生的热 量被液体体吸收， 通过观察液体的 温度计示数的变 化来测量。
控制电阻R、电流I相同:研究通电时间t变化→ 对 电热Q的影响 每隔一分钟记录一 下温度计的示数
结论：在电阻通过电流Ｉ相同时，电流产生热量多 少与通电时间t长短有关，并且通电时间t越长电流
产生热量越多。
控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的 影响
探究实验用什么物理方法？ 控制电流I、时间t相同:研究电阻R变 化→ 对电热Q的影响
控 制 变 量 法
控制电阻R、时间t相同:研究电流I 变化→对电热Q的影响 控制电阻R、电流I相同:研究时间t 变化→对电热Q的影响
电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见 也摸不着，如何测量呢？
既看不见 也摸不着 的科学量 转化 既看得见 也能测量 的科学量
R1 R2 图1
4、一电热器电阻丝的电阻为110欧，接在 220V的电路中，通电30min产生的热量是多 少焦？
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现 象。
总结论
电流通过导体所产生的热量与导体的电阻 大小成正比，与电流的平方成正比，与通
电时间成正比。
焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)
焦耳定律
1、内容：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。
2、公式：Q＝I2Rt
注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对 的是同一段导体而言的； 2、Q是I的二次方成正比； 3、计算时各物理量的单位：I—— 安， R——欧，t——秒，Q——焦。
相同时间内通过R的电流为
Ｉ，移动R0的滑片,使通过R 的电流为0.5Ｉ。比较R两次 所产热的多少
初中物理九年级《电功率》单元分析
《电功率》单元分析单元概述本章在学习了欧姆定律的基础上，把对电学的研究拓展到电能和电功率。
这一章的教材结构是围绕电能的概念展开的：在知识上讲述了电能和电功率两个重要的电学概念和焦耳定律这个重要的物理定律，同时介绍了电热的作用和有关安全用电方面的知识。
具体知识结构关系如下：在初中物理学习的知识体系中，“能”是一个核心地位的概念，而“功率”是深入理解“能”必须的基本概念。
因此，关于电功率的教学，历来是初中物理的教学重点，同时，由于电功率的教学内容涉及到电路知识的综合运用，因此也是教学的难点所在。
我们在进行本章教学设计的时候，要积极研究教材在思路上的变化，恰当使用新的教学资源，此外，还要关注学生身处的实际生活情况，从电能、电能表入手，让学生在生活中认识电功率，体现“从生活走向物理”，从而加强对电功率实际意义的理解。
同时，对电功率的教学，还要注意它的社会性，尽量多联系实际，通过电与热、电功率与安全用电的内容，使学生感到电学知识与现代化生活的紧密联系。
课标要求1.从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
2.理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算；能区分用电器的额定功率和实际功率。
3.知道电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。
4.了解家庭电路和安全用电知识，有安全用电的意识。
章节分析第一节 电能本节教材的侧重点在于研究电源和用电器工作过程中的能量转化，难点是电能表的相关知识。
教材首先从我们生活中离不开的“电能”说起，列举出电能的多种来源，以及多种用电器工作时将电能化为我们需要的各种能量。
然后，教材从生活实际出发，使学生从多方面认识测量电能的工具——电能表，它的功能，相关参数，如何通过电能表计量用电器在一段时间内消耗的电能。
对电能表的几个重要参数，要求学生要知道他们表示的物理意义。
关于电能表的度数要提醒学生注意电能表的最后一位是小数，并在此基础上让学生注意电能的国际单位焦耳和常用单位“千瓦时”的换算关系。
(新)北师版物理九年级《第四节 电流的热效应》公开课(课件)
在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越 长，容器内的液体温度升高得越___高_____。
焦耳定律
实验表明：导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通 电时间越长，电流的热效应就越显著。
英国物理学家焦耳做了大量实验 后，最先确定了电流产生的热量跟电 流、电阻和通电时间的定量关系。
２．通常把萝卜腌成咸菜需要较长的时间，而把萝卜炒成熟菜，使之具有
相同的咸味，仅需几分钟，造成这种差别的原因是（
）
D
A．盐分子减小了，很容易进入萝卜中
B．盐分子间有相互作用的引力
C．萝卜分子间有空隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动加快
３．将两块光滑的干玻璃放在一起，很容易把它们分开，但是如果 在玻璃上洒些水后再将它们放在一起，就很难把它们分开。这一现
固体、液体和气体的特征
固液气三态的分子间距
固体分子间距
液体分子间距
气体分子间距
固液气三态的宏观特性
物态
性
分子间距离 分子间作用力 有无一定形状 有无一定体积
很小
很大
有
有
较小
较大
无
有
较大
极小
无
无
分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。
课堂小结
实验方法
控制变量法
•要探究通电导体产生热量与电阻的关系，需要控制电流和 通电时间相同。
•要探究通电导体产生热量与电流的关系，需要控制电阻和 通电时间相同。
•要探究通电导体产生热量与通电时间的关系，需要控制电 阻和电流相同。
实验步骤
第四节 科学探究：电流的热效应
二、探究电流的热效应 与哪些因素有关？
猜想： • 1.电流的热效应可能与电流的 大小有关 • 2.电流的热效应可能与电阻的 大小有关 • 3.电流的热效应可能与通电时 间的长短有关
实验设计：
电热丝产生的热量多少通过什么方式来表现，比较直观？
温度计
玻璃瓶 电阻丝 液柱上升越快 ， 温度计示数越大 电流通过电阻丝产生的热量越多
电阻R甲、R 乙串联，通过 他们的电流 相等，通电 时间相同
等质量 的煤油
甲容器中的温度高于乙容器中的温度。 当通电时间、电流相同时，电阻越大电 流产生的热量越多。
前后两次 通电时间 相同，记 录瓶内煤 油的温度 通过调节滑 动变阻器改 变电阻丝的 电流
电流越大，温度越高。电流越小，温度越低。 电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量 越多。
本实验用到的两个方法是： 1.控制变量法 2.转换法
转换法：物理学中对于一些看不见摸不着的现 象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观 的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种 研究问题的方法叫转换法。所谓“转换法”，主要 是指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见 的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的 问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测准 的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。
R R
R R
（3）小明和小红还想研究电热与I的关系，那么他们就要控制 和通电时间不变。所以就设计以上的电路，他们用了相同 的电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同 呢？ 最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明 在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越 ，电流产生 的热量越 。
电流热效应的应用
电流热效应的应用很广泛：
大学物理电学第四节(1)
（1）有大量作无规则热运动的自由移动的自由电子。
铜的自由电子密度 Cu 810 28 m3
（2）正离子以一定方式有规则排列成晶格点阵。 （3）导体不带电或未受外电场作用时，宏观上正负 电荷均匀分布，导体任何部分均呈电中性。 （4）导体不带电或未受外电场作用时，没有电荷的 定向运动，只有电子的无规则热运动。
4 o 2R 4 o R
2
§7-7 电容器的电容
一、孤立导体的电容
q
+ +
+
A
++ E dl
+++
一孤立导体A（附近
无其他物体影响）带 电量为q
V
其电势： V E dl E cosdl为一恒量
A
A
E qV q 但 q C与q无关
V（2）
o
0
E
dl
R3
0
E
dl
R2 R3
E
dl
R1 R2
E
dl
R1
E
dl
Vo
E R2 dr E dr R2 qdr
R3 2
R1 o
R3 4 r 2
2qdr
4 r 2
o
o
q
4 o
U AB
U
U1
U2
Un
1 C1
1 C2
1 Cn
q
等效电容： 1 U 1 1 1
第四节 电流的热效应
探索电热与电流的关系
应控制的物理量 应变化的物理量
设计实验 [进行实验]
被控 变量
电阻为 10欧通 电时间 为 1分 钟
电流 A
液面上升格数
结
论
0.1 0.2 0.3
[分析论证] 实验表明：在通电时间一定，电阻相同
的情况下，电流越大，发热越多
电流通过导体所产生的热量(电热)与电流的平方 成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成 正比
设计实验： 将它们串联
[进行实验]
数据记录
加热时间 5Ω烧瓶液面上 升格数 10Ω烧瓶温 度变化℃
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结
论
2min 4min 6min
[分析论证]与大家交流
1、分析第一行或第二行或第三行
在电流和通电时间相同时，电阻越大，导体发热越多
2、分析第二列或第三列
电阻和电流相同时，通电时间越长，导体发热越多
[实验二]
第四节 电流的热效应
你知道吗?
星期天,小明的妈妈出门前嘱咐小明别 看电视,得先完成作业,可是小明等妈妈 一走,就看起了电视,直到妈妈回来前才 开始做作业,妈妈问小明为何没有做完 作业,小明说作业太难,可是小明妈妈只 用了一招就知道小明说了谎,请问,他妈 妈是怎样做的? 她摸了摸电视机的的散热窗，发现 那儿还热着呢 你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？
二、探究：电流的热效应与什么因素有关
[猜想与假设] 1、可能与电阻有关 电阻越大，电流热效应越大 2、可能与电流有关 电流越大，电流热效应越大 3、可能与通电时间有关 通电时间越长，电流热效应越大
[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？
沪科版物理九年级下册第四节 科学探究：电流的热效应教案与反思
第四节科学探究：电流的热效应原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！随风潜入夜，润物细无声。
出自杜甫的《春夜喜雨》【教学目标】一、知识与技能1.知道电流的热效应.2.知道电流产生的热量跟通电时间、电流大小、电阻大小的定性关系.3.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用.二、过程与方法1.通过实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力.2.通过焦耳定律的教学培养学生解决一些简单问题的能力.3.通过教学培养学生的科学研究方法(控制变量法、转换法等).三、情感、态度与价值观1.通过经历科学探究过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要作用.2.通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念.3.通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心.【教学重点】1.实验探究电流产生的热量与哪些因素有关.2.应用焦耳定律解决一些简单问题.【教学难点】1.组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确的结论.2.对焦耳定律内容、公式的理解.【教具准备】学生电源、导线、开关、滑动变阻器、电阻丝、烧瓶、温度计、水、煤油、多媒体课件等.【教学课时】1.5课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师出示一些用电器的图片，让学生观察，并提出问题：（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？学生讨论、回答：灯泡发热，电风扇的电动机发热.【新课引入】师电流产生的热量跟哪些因素有关呢？为什么正常情况下电线不会起火？而发生短路或接入电路用电器总功率过大时会引起火灾呢？要弄清这些问题，下面我们就一起来学习第四节科学探究：电流的热效应.【预习指导】阅读课本P129-133文字内容和插图，把基本概念、规律、规定、公式等用红色笔做上记号，并完成对应练习册中“课前预习”部分，然后，各小组内部交流讨论，提出预习疑问，组长做好记录，准备展示.【交流展示】1.各小组代表手发言，报告“课前预习”答案，教师评价订正.2.学生质疑，教师指导释疑.【拓展探究】电流的热效应学生小组内部交流讨论，回答下列问题，教师指导订正.师生产、生活中电热有哪些应用？哪些地方需防止电热？生：工厂利用电热炼钢，家庭用电热烧水、做饭、取暖，如电水壶、电饭煲，电取暖器都是利用电热的设备.电线、电视机、电脑等要防止电热危害.师什么是电流的热效应？列举利用电流热效应的用电器.生：电流通过导体时电能转化为内能的现象叫电流的热效应,如电灯、电饭煲、电取暖器等.师电流产生热量的多少与哪些因素有关呢？教师引导学生猜想发言：生1：可能跟通电时间有关，因为通电时间越长，电水壶中产生的热越多.生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；生3：可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾.教师点评后，引导学生设计实验，采用控制变量法和转换法.(一)研究电流产生的热量与通电时间是否有关.1.电路图：2.实验图：3.方法：断开开，按电路图连接好电路（如图），将滑片P置于最右端，闭合开关，移动滑动到适当位置，保持电流的大小不变，每间隔2min录一次温度计的示数，并填入表中，分析实验数据，得出结论.(二)研究电流产生的热量与电流大小是否有关.1.电路图：同(一)2.实物图：同(一)3.方法：仍按图16-14连接好电路，在实验(一)的基础上调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与实验()相同，记录温度计的数，填入表中，并分析数据得出结论.(三)研究电流产生的热量与电阻大小的关系.1.电路图：2.实验图：3.方法：选取2根阻值不同的电阻丝R1>R2，在两个相同的玻璃瓶中装入质量和初温相同的煤油，按电路图连接好电路(如图)，将滑片置于最右端，闭合开关，调节滑片至适当位置，通电一段时间后，记录两个玻璃瓶内温度计的示数，并分析实验数据得出结论.教师导学生展示并总结实验方案，多媒体展示.学生进行分组实验，教师巡视指导.【师生互动归纳总结】1.对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高表明电流产生的热量越多.2.对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流越大，电流产生的热量越多.3.在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大电流产生的热量越多.教师引导学生交流讨论，对实验进行评估.师实验中，玻璃瓶内为什么装煤油，而不用水？生：因为煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度变化明显，从而使实验现象明显，另外煤油不导电，还能防止漏电.师实验中，怎样表示电流产生的热量的多少？这用到了什么科学方法？请再举一例.生：用温度计示数变化的多少表示电流产生热量的多少，用到的科学方法是转换法，如探究动能的大小跟哪些因素有关时，用木块被钢球撞出的距离表示钢球动能的大小.师实验(三)中，为什么要将两电阻丝串联？生：由于影响电热大小的因素有多个，所以必须采用控制变量法，才能探究某一因素对电热的具体影响.例如，探究电阻大小对电热的影响时，必须控制电流和通电时间相同，当两电阻丝串联时，可以绝对保证电流大小和通电时间相同.【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.焦耳定律学生小组内部讨论交流，回答下列问题，教师指导订正.师什么是焦耳定律？其公式及各物理量单位如何？生：英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定了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电热与电流、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.公式：Q=I2Rt.单位：电流I——安培（A），电阻R——欧姆（Ω）,时间t——秒（s），热量Q——焦耳（J）.师电器设备消耗的电能W与电流产生的热量之间有怎样的关系？生：(1)纯电阻电路中(如电烙铁、电热毯等电热器)，消耗的电能W等于产生的电热Q；可以用Q=W=UIt=Pt=I2Rt=U2/Rt计算电热.（2）非纯电阻电路中(如电动机)，消耗的电能W大于产生的电热Q.只能用Q=I2Rt计算电热.【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.【课后作业】1.请同学们完成课本P133作业1 2 3 42.请同学们完成对应练习册中的题目.【课后作业答案】1.3.63×1052.C3.B【本章练习答案】1.C2.D3.C4.A5.C6.B7.4101.本节课的设计要体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯.2.本节课的教学重点是实验探究电流产生的热量与哪些因素有关.对实验的设计要放开让学生自己做，实践发现学生的思路有局限于课本上某个实验的倾向，所以要设计一个良好的实验情景，注意让学生的思维散开，发挥其主动性.在教学过程中要让学生参与讨论，充分调动学生学习的积极性与思维分析能力，培养学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系，使学生达到学以致用.3.电热与电流的二次方成正比是初中学生第一次接触，有一定的难度，教师只作简单介绍，留在高中再进一步探究验证.对于纯电阻电路的理解，先从电炉和电风扇工作时能的转化入手，再讲述概念，不空洞，学生易接受.【素材积累】不怕你不懂不会，旧怕你不学不干。
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现象一：电炉丝通电才产生热 猜想：电炉丝产生的热量可能与电流有关 现象二：电炉丝通电时间越长，产生的热量越多 猜想：电炉丝产生的热量可能与通电时间有关 事实：电炉丝的材料是镍铬合金，导线的材料是铜 猜想：导体通电产生热量可能与导体的电阻大小有关
[设计实验]
设计实验 进行实验
实验表明：在通电时间一定，电阻相同 的情况下，电流越大，发热越多
[实验三] 探索电热与时间的关系
思考：如何探究时间变化对电热的影响？
方法：继续观察B(镍铬合金)装置，延长通电时间， 看煤油温度的变化
设计实验 进行实验
实验表明：在电阻和电流相同的情况下， 通电时间越长，发热越多
二、焦耳定律
达标检测
1. 在研究电流的热效应跟电阻大小的关系中，实验时 应同时保持的两个物理量是（ ） A．通过它们的电流和加在它们两端的电压 B．通过它们的电流和它们的电阻 C．通过它们的电流和通电时间 D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时 间 2. 两只阻值不同的电阻并联在同一电源的两极上，下 列说法正确的是（ ） A．电阻较大的发热较多 B．电阻较小的发热较多 C．通电时间长的发热较多 D．通电时间相同，电 阻 较小的发热多
Q=I² Rt=(3.5A) ² ×10Ω×3600S=441000J
可见：W＞Q 而且此时欧姆定律成立吗？
不成立
达标检测
3. 横截面积相同的两根铁导线，甲比 乙长些，将它们串联后接入电路，则 （ ） A.甲乙两导线的实际功率一样大 B.甲乙两导线放出的热量一样多 C.甲导线的功率比乙导线的功率大 D.通过甲导线的电流比乙导线的电流小
非纯电阻电路： 像电风扇这种把电能主要转化为 其它形式的能，少部分电能转化 为电热的用电器。
例2：
有一电炉正常工作时电压为220V，其 电阻为48.4Ω，求它正常工作一小时， 发热多少焦？
三、焦耳定律的理论推导
请比较电炉与电风扇的的工作的工作特点
纯电阻电路：像电炉这种将电能全部转化为电热
即电流做作的功全部用来发热的 用电器， Q=W
Q UIt 纯电阻电路中焦耳定律的推导 ：
Q × I Rt Q=W=Pt=UIt=IR It=I² Rt
8.4 电 和 热
想想看吧！
星期天,小明的妈妈出门前嘱咐小明别 看电视,得先完成作业,可是小明等妈妈一 走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始 做作业,妈妈问小明为何没有做完作业,小 明说作业太难,可是小明妈妈只用了一招 就知道小明说了谎,请问,他妈妈是怎样做 的? 她摸了摸电视机的的散热窗，发 现那儿还热着呢
电流通过导体所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。 表达式： Q = I² t R
Q—热量—焦耳（J） I —电流—安培(A)
R—电阻—欧姆(Ω)
t —时间—秒(s)
典型例题 例1：
导体的电阻为5Ω ，通过它的电流为 2A，在1秒内，导体上电能转化为多少 J的热？
2
U2 Q t =U(U/R)t=U² /Rt R
四、电热的利用和防止
1、电热器：
① 电热饮水机 ② 电熨斗 ③ 电烙铁
④电热孵化器
⑤电烤箱
⑥ 电热水器
2、电热器的发热体： 电阻大、熔点高 3、电热器的优点： 污染小、使用方便 4、防止方法：散热窗、 散热片、散热风扇、通风等
小结：
1、电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫 电流的热效应。 纯电 Q U 2 t 2、焦耳定律：Q=I² Rt R 阻电 路中 Q UIt 3、利用电流热效应来工作的用电器叫电热器， 电热器的发热体：电阻大、熔点大。 4、要从通风、散热等角度来有效地防止电热的 危害。
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？ 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？ 转换法
思考：怎样比较通电导体产生的热量的多少？
思路：加热相同质量的液体，观察其温 度的变化
参考装置：电ຫໍສະໝຸດ 丝质量相等是为了 为何选择质 控制变量；选择 量相等煤油 煤油是因为煤油 而不是水？ 升温快，水升温 慢，实验时间过 煤 长；含有杂质的 油 水是导体，影响 电阻丝的电阻， 影响实验.
你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？
电热器
水用管状电热器
热水器
饮水机
电烤箱
一、电流的热效应
电流通过导体时，电能要转化成热， 这个现象叫做电流的热效应。 （电流通过导体时，导体会发热）
思考：为什么电炉丝热的发 红，而导线却几乎不发热？ 发热的多少与什么因素有关？
二、探究：电流的热效应与什么因素有关
W(=UIt)＞Q(I² ) Rt
注意：含有电动机的电路都是非纯电阻电路
例题2：有一电动机其线圈的电阻为10Ω，其正常工作的电压 为220V，工作时的电流是3.5A，其正常工作一小时消耗的电 能和发热的多少？
解：消耗的的电能 W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S=2534400J 产生的热量
提供器材
铜丝
镍铬合金丝
还需要什么器材？
[实验一] 探索电热与电阻的关系
思考：怎样才能使两段电阻不同的导体有相等的 电流和通电时间？
方法:将它们串联在电路中
设计实验：
进行实验：
实验表明：在通电时间一定，电流相 同的情况下，电阻越大，发热越多
[实验二] 探索电热与电流的关系
思考：电阻该如何选择？通电时间怎样控 制？如何变化电流？ 方法：只观察B(镍铬合金)装置，通过滑动变阻器 改变电流，看相同时间内煤油温度的变化