科学探究：电流的热效应x
全国优质课一等奖初中九年级物理《科学探究：电流的热效应》公开课课件
电流通过纯电阻导体时所做电 功全部转化为电热Q=W=UIt
对于纯电阻导体U=IR
Q=W=UIt=IRIt=I2Rt
问题1. 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的 电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发 烫，电线的发热却觉察不出来。这是为什么?
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 控制电阻R、时间t相同:研究电流I变 变 化→对电热Q的影响 量 法 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
为Q2，那么Q2是Q1的( B )
A.2倍
B.4倍
C.0.25倍
D.0.5倍
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现 象。 2.电热器：利用电流的热效应工作的用电器。 3.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。 公式：Q=I2Rt。
请你当设计师： 显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上， 而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳 定律Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大、熔点高 导线：电阻率小、熔点高
电流热效应的利用 ❖制电热器（要求电热丝材料电阻率大、熔点高） ❖制白炽灯 ❖制保险丝（要求保险丝材料电阻率大、熔点低）
无用的电流热效应应尽量减少
❖导线上的热损耗应尽量减少。 ❖家用导线一般用电阻率很小的铜导线。 ❖高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法 来减少热损耗。 ❖预计未来导线可用超导体从而避免电流在导线 上的热损耗。
16.4科学探究电流的热效应(原卷版)
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。
16.4《科学探究：电流的热效应》教案2024-2025学年沪科版九年级全一册物理
16.4《科学探究：电流的热效应》教案 20242025学年沪科版九年级全一册物理当我设计《科学探究：电流的热效应》这一课时，我的设计思路是让学生通过实践活动，探究电流产生热量的规律，从而加深对电流热效应的理解。
本节课的目的在于让学生通过实验和观察，了解电流的热效应，并探究影响电流热效应的因素。
教学目标：1. 了解电流的热效应，知道电流通过导体时会产生热量。
2. 能够运用控制变量法，探究影响电流热效应的因素。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。
教学难点与重点：重点：了解电流的热效应，掌握影响电流热效应的因素。
难点：运用控制变量法进行实验探究，理解电流热效应的原理。
教具与学具准备：1. 教具：电流表、电压表、滑动变阻器、电炉、导线、开关等。
2. 学具：实验记录表格、笔。
活动过程：1. 引入：以日常生活中常见的电热器为例，引导学生思考电流产生热量的现象，激发学生的兴趣。
2. 讲解：讲解电流的热效应的定义，引导学生了解电流通过导体时会产生热量。
3. 演示实验：进行电流热效应的演示实验，让学生直观地观察到电流产生热量的现象。
4. 实验探究：让学生分组进行实验，运用控制变量法，探究影响电流热效应的因素。
活动重难点：重点：了解电流的热效应，掌握影响电流热效应的因素。
难点：运用控制变量法进行实验探究，理解电流热效应的原理。
课后反思及拓展延伸：课后反思：回顾本节课的教学，学生对电流的热效应有了基本的了解，但在实验操作和数据分析方面还需加强指导。
拓展延伸：让学生思考电流热效应在生产生活中的应用，如电热器、电饭锅等，引导学生将所学知识与实际生活相结合。
重点和难点解析：1. 引入环节的情景设置：我选择了日常生活中学生常见的电热器作为切入点，通过提问方式引导学生思考电流产生热量的现象。
这一环节的关键在于激发学生的兴趣，让他们意识到电流热效应与自己的生活息息相关。
2. 讲解环节的清晰表达：在讲解电流的热效应时，我力求用简洁明了的语言阐述概念，确保学生能够准确理解电流通过导体时会产生热量这一现象。
《科学探究：电流的热效应》课件
当电流流过导体时，电子与导体 的原子发生碰撞，将动能转换为 热能，使得导体温度升高。这种 现象被称为电流的热效应。
焦耳定律
总结词
焦耳定律描述了电流的热效应，即当电流通过导体时，单位时间内产生的热量 与电流的平方、导体的电阻以及时间成正比。
详细描述
焦耳定律是电流热效应的基本定律，它指出单位时间内产生的热量Q与电流I的 平方、电阻R以及时间t成正比，数学表达式为Q=I²Rt。
对比分析
分析实验结果与理论预测之间的差异，探讨可能的原因和影响因素。
结论推导
结论总结
根据实验结果和数据分析，总结 电流热效应的规律和特点。
推导过程
根据实验数据和对比分析，推导出 电流热效应的一般结论和规律。
实际应用
探讨电流热效应在生产和生活中的 应用，如电热器、电暖器等。
05
结论与启示
实验结论
科学探究：电流的热效应
• 引言 • 电流的热效应原理 • 实验设计与操作 • 结果分析与讨论 • 结论与启示 • 参考文献
01
引言
主题简介
01
电流的热效应是指当电流通过导 体时，由于电阻的存在，电能会 转化为热能的现象。
02
这一现象在日常生活中随处可见 ，如电热器、电熨斗、电饭煲等 电器的加热功能都是利用电流的 热效应实现的。
从原子和分子的角度深入探讨电流热效应的机制， 有助于更深入地理解这一现象的本质。
探索新型电热材料
研究具有更高电热转换效率和更低能耗的新型电 热材料，有助于开发更高效、更环保的电器产品。
3
发展智能温度控制技术
结合现代传感器和控制系统，实现电器设备在工 作过程中的实时温度监控和智能调节，提高设备 的安全性和稳定性。
九年级物理第四节科学探究：电流的热效应
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。
第四节 科学探究：电流的热效应
[说明]电流 I 的单位：安(A)；电阻 R 的单位：欧(Ω )；时 间 t 的单位：秒(s)；热量 Q 的单位：焦(J)。
第四节 科学探究：电流的热效应
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。
二 实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
1．设计实验 (1)应用___控__制_变__量____法分步进行探究。 ①保持__电__阻__大_小___、___电__流__大_小____相同时，探究电流产生 的热量与通电时间长短的关系。 ②保持__电__阻__大_小___、____通__电_时__间___相同时，探究电流产生 的热量与电流大小的关系。
V。
(3)当电动机因故障卡住无法转动时，电动机中的电流：I＝UR＝1.350 VΩ＝20 A。
第四节 科学探究：电流的热效应
[易混辨析]混淆实际问题中的电功与电热的原因：不理解常用家用电器
工作时能的转化。电动机工作时，将电能转化为机械能和内能，则有W
＝W机＋Q；其中，电流通过电动机做功为W＝UIt，电流通过线圈产生的
2．实验结论 (1)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__。 (2)对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通过的电流 越大，电流产生的热量越___多___。 (3)在电流大小、通电时间相同的情况下，电阻丝的电阻越 大，电流产生的热量越___多___。
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：
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。
科学探究电流的热效应(20张PPT)物理沪科版九年级全一册
Q = I ² R t
焦耳(J)
安培(A)
欧姆(Ω)
秒(s)
电暖器、电钣锅、电炉等电能全部转化为内能
电风扇、电动机、电动车等电能主要转化为机械能
1．纯电阻电路：
Q = W
Hale Waihona Puke 适用欧姆定律及任何公式推导2．非纯电阻电路：
W电 =W机+ Q热
②探究电流产生的热量与通电时间的关系。
③探究电流产生的热量与电阻大小的关系。
闭合开关，保持电路中的电流大小不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
电阻R=20Ω
时间
0
1
2
3
4
温度
电阻R=30Ω
时间
0
1
2
3
4
温度
结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
结论：电流通过导体产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间有关；电流越大，电阻越大，通电时间越长，电流产生的热量越多。
二、电流产生的热量与哪些因素有关
通电时间
三、焦耳定律
电流大小
电阻大小
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。
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
突破难点：实验中观察什么来比较电流产生热量的多少？
转换
总结：让电流产生的热量被液体吸收，使液体的温度上升，我们可以比较液体吸收热量的多少来比较电热，通过观察液体的温度变化量来测量电流产生的热量。
转 换 法
电流产生的热量Q放
九年级物理16.4_科学探究：电流的热效应
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?
在上节课，我们知道 P 释下面的问题吗？ 问题2：
U2 R
，你能用它解
因为两灯泡是并联，根据 P 可知：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。
A
小结
1、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成 内能，这就是电流的热效应 2、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟 导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这 就是焦耳定律 3、电流的热效应有时候要利用有时候要控制
U2 R
为什么接在家庭电路中的灯泡，100W的 要比15W的亮得多？
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=Gh
4.额外功（内能、热量）：
Q I Rt
2
Gh UIt
5.效率
W有 W总
100 %
典型例题
1.一台电动机额定电压是220v,其电阻是 1Ω.正常工作时，通过的电流为5A,则电动 机因发热损失的功率为多少？
早在1840年，英国物理学家焦耳 通过实验研究发现：通电导体产生的 热量，跟电流的平方成正比，跟导体 的电阻成正比，还跟通电的时间成正 比。这就是焦耳定律
2 Q=I Rt
单位：焦耳（J）
我们知道P=I2R，你能用它解释下 面的问题吗？
问题1： 因为电炉丝与导线是串联，根据P=I2R可知： 通过电炉丝和导线的电流相等，电炉丝比导 线电阻大，所以电炉丝产生的热量多。因此 电炉丝热得发红，而导线不热。
典型例题
科学探究：电流的热效应
《科学探究：电流的热效应》精讲精析一、探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关1.电流的热效应（1）概念：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。
（2）实质：电流的热效应是一种普遍现象，只要用电器对电流有阻碍作用，电流流过用电器时就会发热，就会有电能转化为内能。
2.探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关（1）进行实验：①用液体（如煤油）温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。
②a.探究通过通电导体电阻的大小对产生热量的影响，可选择两段不同阻值的电阻丝R1、R2（R1>R2），实验时，将两段电阻丝串联在电路中，以控制通电时间和通过两段电阻丝的电流大小相等。
b.探究通电导体中电流的大小对产生热量的影响，可控制通电时间和电阻丝的阻值不变，使通过电阻丝的电流大小改变。
实验时，通过调节串联在电路中的滑动变阻器来改变电路中电流的大小。
（2）实验电路图和装置（如图1所示）甲乙（3）实验步骤：①按图甲所示的电路图连接电路，通电一定时间后，切断电源，分别观测不同电阻丝所在液体温度的变化。
②控制通电时间相等，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观测其中一段电阻丝（如R1）所在液体温度的变化。
③保持通过电阻丝的电流大小不变，改变通电时间，观测其中一段电阻丝（如R1）所在液体温度的变化。
（4）实验结论：当电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多；当电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产生的热量就越多。
当电流和电阻一定时，通电时间越长，导体产生的热量就越多。
即：电流通过导体产生的热量与导体本身的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。
【学法技巧】控制变量法和转换法的应用1.控制变量法：探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻的关系时，要控制电流和通电时间相等；探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系时，要控制电阻和通电时间相等。
2.转换法：在探究电流产生的热量与哪些因素有关时，产生热量的多少是不能直接观察的，但我们可以利用转换法，通过观察煤油升高的温度来判断导体产生热量的多少。
2022年沪科版物理九年级《科学探究电流的热效应》教案
16.4科学探究：电流的热效应一、教学目标1. 知识与技能：(1)知道电流的热效应，电热与哪些因素有关；（2）理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。
2. 过程与方法：探究电热影响因素，体会等效替代法和控制变量法。
3. 情感态度与价值观：介绍焦耳对电热探索的过程，引发学生勇攀科学高峰的热情。
二、课时安排2课时三、教学重点认识电流热效应；探究电热影响因素；理解及应用焦耳定律。
四、教学难点电热影响因素的实验设计；对焦耳电律的理解。
五、教学过程（一）导入新课生活中的物理：上周六，我们学校小伟同学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，电视机也没打开，很高兴。
可是用手一摸电视后盖就发现，小伟刚看过电视。
你知道小伟妈妈是根据什么判定的吗？同学们回答的很棒！生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
今天我们就来研究电流的热效应。
（二）讲授新课师生交流：（1）家里还有哪些用电器通电后会发热？（2）课本P13页图15-9 中的家用电器有何共同点？我们使用这些电器是为了得到哪一种能量？学生归纳：教师总结：（1）电流热效应是每一种用电器使用时都会出现的；（2.）电热器就是主要利用电流热效应工作的装置。
2.活动：探究电热的影响因素（1）由生活现象引发思考：电热多少与什么有关？（2）大胆猜测：（3）设计实验：①器材装备：师生讨论：你想用什么样的用电器来产生电热？准备用什么器材比较出电热的不同？②方法确定：控制变量法转换法③电路连接：师生讨论：根据实验的要求，要控制变量，这两根电热丝应该怎样连接？如何改变电流的大小？④实验步骤：（4）进行实验：①介绍如图实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各装一根电阻丝，A瓶中电阻丝的电阻比B瓶中的小，串联起来，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，通过观察温度计示数的变化，就可以比较电流产生的热量的多少。
②分步实验：A．两个电阻串联，加热的时间相同，A瓶相对B瓶中的电阻较小，B瓶中的温度计示数变化的多。
科学探究：电流的热效应+精品教案
教学方案【ppt6、7、8】思考与讨论电热毯和导线通过电流相同，为什么电热毯很热，而导线却不那么热?为什么插座上插的用电器越多，插座的导线越来越热？长时间使用手机，手机为什么会发烫？提出问题：电流通过导体产生热量与那些因素有关？猜想与假设：①可能与电阻有关。
电阻越大电流通过导体产生热量越大。
②可能与电流有关。
电流越大，电流通过导体产生热量越大。
③可能与通电时间有关。
通电时间越长，电流通过导体产生热量越大。
【ppt9】板书：实验：探究电流热效应跟哪些因素有关设计实验：探究电流通过导体产生热量与电阻的关系问：要研究导体产生热量与电阻的关系，我们如何选择电阻？预设回答：选择不同阻值的电阻。
问：影响电流通过导体产生热量的因素有三个，我们研究与电阻关系时，应该如何做？预设回答：应该保持电流和通电时间相同。
问：这个研究方法大家还记得是什么吗？预设回答：控制变量法。
请大家设计电路图：介绍实验器材：两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
思考、回答听讲思考、回答理解实验设计原理引入电流热效应实验探究教师引导，学生交流掌握实验探究的过程和方法U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
即电流通过导体产生的热量多少。
【ppt10】进行实验：实验视频实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
【ppt11】设计实验：探究电流通过导体产生热量与电流的关系问：影响电流通过导体产生热量的因素有三个，我们研究与电阻关系时，应该如何做？我们如何设计电路？预设回答：应该保持电流和通电时间相同。
请大家设计电路图：介绍实验器材：注意：右侧U型管中液面高度的变化是由右侧密封在容器内的电阻丝引起的。
观看演示实验或视频观察实验现象，分析得出实验结论通过视频让学生深刻掌握实验过程。
掌握实验过程的注意事项【ppt12】进行实验：实验视频实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。