第三节 电热器 电流的热效应 苏科版
2025年苏科版九年级下册物理第15章第三节电热器 电流的热效应
感悟新知
知1-练
1.[中考·福建] 下列利用电流热效应工作的用电器是( D ) A. 电视机 B. 电风扇 C. 空调 D. 电炉
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知识点 2 影响电流热效应的因素
知2-讲
实验设计:将两个实验装置分别接到电源两端,实验
现象如图1 甲、乙所示.
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知2-讲
论证思考 根据如图所示的实验信息可以得出什么结论? 说明分析论证的过程.
知2-练
解题秘方:探究电热影响因素时,运用串联电路的 电流相等来控制电流和通电时间相同.通过相同的 烧瓶装相同的液体来比较产生电热的多少.
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知2-练
(1)两瓶内的液体应是质量__相__等____、温度相同的同种液体. 在煤油和水中,应选择煤油,因为它的比__热__容__小__ ,吸 收相等热量后温度变化明显.
(2)推导公式:Q=UR2 t=UIt=Pt=W.
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知3-讲
推理思考
公式Q=
U2 R
t=UIt是如何推导出来的?
推导结果
将欧姆定律公式变形得U=IR,代入焦耳定律公式, 则有Q=I2Rt=IRIt=UIt.同理将欧姆定律公式代入焦耳定
律公式,则有Q=UR2t .
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4. 电热计算的要点 (1)焦耳定律公式Q=I2Rt 普遍适用;推导公式
即电能转化为内能的过程.
2. 电热器 主要利用电流的热效应工作的装置称为电热器.
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知1-讲
知识拓展 实验室小灯泡和白炽灯发光是电流热效应的应用,
将电能转化为内能,其中部分内能转化为光能.现 在广泛使用的LED灯是利用半导体材料制成的,是 将电能直接转化为光能.
感悟新知
知1-练
苏科版九年级物理下册第十五章三、电热器电流的热效应教学设计
苏科版九年级物理下册第十五章三、电热器电流的热效应教学设计一、教学内容:本节课的教学内容来自于苏科版九年级物理下册第十五章第三节,主要包括电热器的工作原理、电流的热效应以及电热器的应用。
具体内容包括:1. 电热器的工作原理:电热器是利用电流的热效应将电能转化为热能的装置,其工作原理主要包括电阻发热、电流发热和热传导三个过程。
2. 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。
电流的热效应主要包括电阻发热和焦耳定律两个方面。
3. 电热器的应用:电热器在日常生活和工业生产中有广泛的应用,如电热水器、电饭锅、电烙铁等。
二、教学目标:1. 理解电热器的工作原理,掌握电流的热效应及其应用。
2. 能够运用电流的热效应解释一些日常生活中的现象。
3. 通过学习电流的热效应,提高学生的科学素养,激发学生对物理学的兴趣。
三、教学难点与重点:重点:电热器的工作原理,电流的热效应及其应用。
难点:焦耳定律的理解和应用。
四、教具与学具准备:教具:电热器模型、电流表、电压表、电阻器等。
学具:笔记本、笔、计算器等。
五、教学过程:1. 实践情景引入:展示电热水壶加热水的现象,引导学生思考电热水壶是如何加热水的原因。
2. 电热器的工作原理:讲解电热器的工作原理,包括电阻发热、电流发热和热传导三个过程。
3. 电流的热效应:介绍电流的热效应,讲解电阻发热和焦耳定律的概念。
4. 电热器的应用:分析电热器在日常生活和工业生产中的应用,如电热水器、电饭锅等。
5. 例题讲解:利用电流的热效应解释电饭锅加热饭的现象。
6. 随堂练习:让学生计算通过一个电阻器的电流和电阻,求解电阻器产生的热量。
7. 板书设计:电热器的工作原理:电阻发热、电流发热、热传导。
电流的热效应:电阻发热、焦耳定律。
电热器的应用:电热水器、电饭锅等。
8. 作业设计:题目1:电热水壶的电阻为40Ω,电压为220V,电流为多少?题目2:电热水壶加热1升水,将水从20℃加热到100℃,需要消耗多少电能?答案:题目1:电流 = 电压 / 电阻= 220V / 40Ω = 5.5A题目2:电能 = 电阻× 电流² × 时间= 40Ω × (5.5A)² × 1小时 = 1225J六、课后反思及拓展延伸:本节课通过讲解电热器的工作原理、电流的热效应以及电热器的应用,使学生了解了电热器的基本知识,提高了学生的科学素养。
九年级物理全册15.3电热器电流的热效应课件新版苏科版
n现象一:电炉丝通电能产生热。
n猜想一:电炉丝产生的热量同电流有关
n现象二:电炉丝通电的时间越长产生的热量 越多。 n猜想二:电炉丝产生的热量同通电时间有 关。 n事实:电炉丝的材料是镍铬合金丝,导线材 料是铜。
n猜想三:导体通电时产生的热量多少与导 体的电阻大小有关。
实验方法:
设计实验
• 怎样比较通电导体产生热量的多少?
通电时电阻丝产生的热量被液体吸收,液体的温度 就会升高。因此可以通过比较相等质量的同种液体温 度的变化量来比较电阻丝产生热量的多少。
3.设计实验、验证假设
(2)研究电热器电阻的大小对产生热量的影响
要研究电阻对产生热量多少的影响, 应则该可控 以制让两个阻电值流和不同的电通阻电不时变间, 串联 (串联/并联)后接入电路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题,有的要求回答,有的则是自问自答。一般来说,老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键,若能抓住老师提出的问题深入思考,就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的,若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较,便可以抓住老师的思路。
解:1 ) W=UIt =380×10×1J =3800J
2 ) Q=I2Rt =10 ×10 ×2 ×1J =200J
练习
1.电流通过导体产生的热量 跟—电—流—的—平方——成正比, 跟—导—体的—电—阻—成正比, 跟—通—电—时—间 成正比。
2. 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_4_︰__3_;若两个 电热器的电阻相同,通过的电流 强度为1︰3,在相等的时间里产 生的热量之比为__1_︰__9_。
1电热器电流的热效应课件苏科版物理九年级下册
电流通过电阻丝时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.
三.焦耳定律
1.焦耳定律:电流通过导体时产生的热量与电 流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通 电时间成正比。
2.公式: Q=I2Rt
(普遍适用)
单位:I—安 R—欧 t—秒 Q—焦
考考你
为什么电炉丝热的发红, 而导线却几乎不发热?
巩固练习
当0.2安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0.4 安时,在相同的时间内产生的热量为
Q2,那么Q2是Q1的 B(
)
A、2倍 C、0.25倍
B、4倍 D、0.5倍
在如图所示的电路的方框内有一种发热装置,它是由三段 阻 值相同的电热丝组成,这个发热装置的电路与方框外的
电路相连接.当开关S掷到A点时 为高温,掷到B点时为低温 (电源电压不变),且在相同时间内,高温时产生的热量是低 温时产生的热量的2倍,试在方框内画出它的电路图.
现有甲、乙两只废旧电炉,分别标有“220V,1000W”和 “220V, 5丝00W”字样,其中电热丝均完好无损.某同学想利用这些C电热 来自制一个电热器接入照明 电路中使用,下列假想 ( )
已知:电动机 U=380V I=10A R=2 Ω t=1s
求: ( 1)W (2)Q
解:(1) W=UIt =380×10×1J =3800J
(2) Q=I2Rt =10 ×10 ×2 ×1J =200J
两者之差 是什么?
巩固练习
一个20Ω的电阻,通过0.5A的电流2min, 电阻上消耗的电能是_____,释放热量为___.
电热器: 都是_电__能转化为_内__能。
电热油汀
电热器电流的热效应苏科版九年级物理下册
解题秘方:结合欧姆定律变形式及焦耳定律公式求解.
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(1)电阻丝两端的电压; 解:根据欧姆定律可知,电阻丝两端的电压: U=IR=0.2 A×100 Ω=20 V.
知3-讲
(2)通电10 s,电阻丝产生的热量. 根据焦耳定律可知,通电10 s,电阻丝产生的热量: Q=I2Rt=(0.2 A)2×100 Ω×10 s=40 J.
(2)在只有R1 和R2 的并联电路中,通电时间相同时,电热 与电阻成反比,即Q1 ∶ Q2=R2 ∶ R1.
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归纳总结:
电功 电功率 焦耳定律 适用范围
基本公式
W=UIt W
P= t =UI Q=I2Rt
普通使用
导出公式
U2
W=I2Rt= U2
R
t
P= R =I2R
U2
Q=UIt= R t
(3)在非纯电阻电路中,由于电流通过导体做的功只有一部 分转化为了内能,所以W>Q,这时电热只能用Q=I2Rt 计算.
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多用于定性比较两 用电器相同时间内 产生的热量.
4. 在纯电阻电路中,电热与电阻的关系
知3-讲
(1)在只有R1 和R2 的串联电路中,通电时间相同时,电热 与电阻成正比,即Q1 ∶ Q2=R1 ∶ R2;
在电热的计算中,只要载体是电热器,如果已知电 功率,就可以利用推导式Q=W=Pt 进行计算.
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知识点 4 电热的利用和防止
知4-讲
1. 电热的利用:电热器.
2. 电热器的优点
利用电能转化为内能来工作.
(1)清洁卫生,没有环境污染;
(2)效率高;
(3)可以方便地控制和调节温度.
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电热器、电流的热效应ppt3 苏科版
2、如何研究通电导体的电阻大小对产生 热量的影响?
设计实验、验证假设 1.研究电流大小对产生热量的影响 不变 改变 要研究电流对产生热量的影响,应该使电阻的阻值______( 改变 /不变),而通过该电阻的电流大小________ (改变/不变),比较 在相等的时间内产生热量的多少.
设计实验、验证假设 2.研究电热器电阻的大小对产生热量的影响 电流 和_________ 通电时间 要研究导体电阻大小对产生热量的影响,应该控制______ 串联 (串联/并联)后接入电路. 相等,则可以让两个阻值不同的电阻_____
2.5V 0.3A 4.8V 0.3A
实验结论
结论1. 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 2. 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. 通电时间越长,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,
焦耳是英国物理学家.他一生的大 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 了电流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,这个规律就是焦耳 定律. 焦耳致力于热功当量的精确测定 达40年之久,他用实验证明“功” 和“热量”之间有确定的关系,为 热力学第一定律的建立确定了牢固 的实验基础.
1
A
B C
2
3
二、探究电流通过电热器产生热量跟哪些因素有关
提出问题: :电流通过电热器产生的 热量跟哪些因素有关?
①电阻R
猜想
②电流I ③通电时间t
动动脑筋想一想 七嘴八舌议一议
你需要哪些器材?
怎样比较通电导体产生热量的多少?
苏科版初中物理九下15.3《电热器 电流的热效应》.
结论1:电阻和电流相同时,通电时间 越长,电流产生的热量越多。
设计实验
2.研究电流产生热量与电阻的关系
实验电路图
R1
R2
R1 < R2
结论2:电流和通电时间相同时, 电阻越大,电流产生的热量越多。
设计实验
3.研究电流产生热量与电流的关系 实验电路图 R3
· I1 R1
内容:电流通过导体产生的热量跟 电流的平方成正比,跟导体的电阻 成正比,跟通电时间成正比。
公式:Q=I2Rt
焦耳是英国物理学家。他一生的 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 确定了电流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,这个规律就是 焦耳定律。
苏科版新教材同步教学
第十五章 电功和电热
第三节 电热器 电流的热效应
序言
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家庭电路模拟装置原理图
输电线
~ 12V
灯泡接入电路中,灯泡 和电线中流过相同的电流, 它们都要发热,灯泡热得 发光,电线的发热却觉察不 出来。这是为什么?
接入更多的大功率用电 器时,电线将显著发热, 会烧坏它的绝缘皮,甚至 引起火灾。这又是为什么?
猜想
电流产生的热量跟哪些因素 有关呢?
研究问题的方法: 控制变量法
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最新苏科版物理九年级下册15.3电热器 电流的热效应课件
B
A.电视机的后盖有许多孔B.家电长时间停用,隔段时间应通电一次C.电动机外壳有许多散热片D.电脑主板的 上有小风扇
【解析】 本题的考点是电流热效应的危害.A项电视机后盖上的孔是为了散热;B项家电隔一段时间应通电一次是利用电流产生的热量来驱散潮气,从而保护用电器;C项电动机的外壳有许多散热片是为了加快散热;D项电脑主板的 上有小风扇是为了加快空气流动,加快散热.
(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,同时选择图乙中___(填“ ”或“ ”)烧瓶与图甲中的烧瓶______(填“串联”或“并联”).
串联
【解析】 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,电阻不同.
(4)物理探究方法有很多,本实验运用了两种方法,分别是___________、________.
控制变量法
转换法
知识点3 焦耳定律
4.新情境 热熔胶在室温下为固体,加热会变为较强黏性的液体,冷却后,将物体牢牢地黏在一起,如图所示是热熔胶枪的外形,在枪嘴内有电热丝.电热丝的电阻是 ,通过的电流是 时, 内电热线产生的热量是_______ .
【解析】 本题的考点是 的应用 ,产生的热量 .
实验序号
电流/A
通电时间/
电阻/
温度升高量/
1
0.3
30
10
1.520.6 Nhomakorabea3010
6.0
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量______.
越多
C
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能B.根据 可计算出三个用电器的电阻相等C.三个用电器消耗的电能一样多D.三个用电器产生的热量相等
苏科版九年级物理下册15.3《电热器 电流的热效应》课件(共15张PPT)
三、电热器 电流的热效应
生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产 生。请举例说明。
一、电热器
电流通过导体时电能转化成内 能,这个现象叫做电流的热效应。 主要理由电流热效应工作的装置称 为电热器。
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热 得发红,而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
谢谢观赏
You made my day!
我们,还在路上……
答:前者说电阻越小,正常工作时单位时间内 产生的热量越多,前提条件是电压相同;而后者说, 电阻越大,单位时间内产生的热量越多,前提条件 是电流相同,两者并不矛盾。所以我们在应用公式 时应该特别注意条件。
五、电热的利用和防止
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
电热器的优点: 清洁卫 生,没有环境污染,热效率 高,还可以方便地控制和调 节温度。
2.电热的危害 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。
如:电视机的后盖有很多孔,为了通风散热;电脑 运行时要用微型风扇及时散热等等。
课堂小结
焦耳定律 的实验和
内容
电热的利 用和危害
•1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年2月16日星期三2022/2/162022/2/162022/2/16 •2、科学的灵感,决不是坐等可以等来的。如果说,科学上的发现有什么偶然的机遇的话,那么这种‘偶然的机遇’只能给那些学有素养的人,给那些善于独 立思考的人,给那些具有锲而不舍的人。2022年2月2022/2/162022/2/162022/2/162/16/2022 •3、书籍—通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022/2/162022/2/16February 16, 2022 •4、享受阅读快乐,提高生活质量。2022/2/162022/2/162022/2/162022/2/16
最新苏科版物理九年级下册15.3 电热器 电流的热效应 课件
精确地确定了电流产生的热量与电
流、电阻和通电时间的定量关系,
提出了著名的焦耳定律。为了纪念
他对科学发展的功绩,能量和功的
单位被命名为“焦耳”。
三: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:Q热= I2Rt
设计实验 问题1:当电热与多个因素有关时,应该用
什么方法进行研究?
控制变量法
问题2:如何比较电阻丝产生热量的多少呢?
问题2:如何比较电阻丝产生热量的多少呢?
优化实验现象:
选择直接利用电阻丝加热空
气,不仅组装器材简单方便,
而且升温快节约课堂时间;
同时将普通温度计换成灵敏
度高、可视性强的电子温度
计,方便学生直接获取示数。
电流通过导体产生的热量越多。
得出结论
影响通电导体产生热量的因素有电阻、电流、
通电时间。并且导体的电阻越大、通过导体的
电流越大、通电时间越长,电流通过导体产生
的热量越多。
焦耳(James Prescott
Joule,1818-1889),英国物理
学家。用近40年的时间做400多次
实验,研究电热和电功的关系。通
3、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)
4、电功
电流通过电炉、电饭锅、电烙铁等电
热器时,电能几乎全部转化为内能,
电热器产生的热量等于电功。即
Q=W=UIt ,又根据 U=IR ,所以
2
Q=I Rt=
但是还有一些用电器,比如电动机,
苏科版九下物理 15.3电热器 电流的热效应 课件 (共17张PPT)
探究影响电流热效应的因素 实验 证据 结论
现象一:I、t相同,R越大,U形管两侧液柱高度差越大
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。
现象二:R、t相同,I越大,U形管两侧液柱高度差 越大
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。
现象三:I、R相同,t越大,U形管两侧液柱高度差 越大
通过U形管两侧液柱高度差大小反映电流通过导体产生热量的多少。
导体通电产生电热
→盒内空气 内能增大,温度升高
甲图优点:空气膨胀明显,时间短 乙图优点:有精确的温度,可定量分析
→盒内空气膨胀 →U形管两侧液柱 有高度差
探究影响电流热效应的因素 设计 电路
探究电热与电阻、电流、通电时间的关系,用的实验方法是 什么? 控制变量法 1、探究电热与电阻的关系时, 电阻 不同,如何 控制 电流和时间 相等?设计怎样的电路? 2、探究电热与电流关系时,如何 控制 电阻和通电时间 相等? 如何改变 电流?
探究影响电流热效应的因素 问题 猜想
导体通电时产生热量的多少可能与哪些 因素有关?你的猜想是什么?猜想的理 由是什么?(根据取暖器不同条件下工 作的现象作为猜想的依据)
1.发热体和电线串联在电路中,电流 相同和通电时间,发热体热得发光,
而电线却不怎么热,这是为什电么?阻不同
2.相同的发热体(即电阻不变)高温 档比低温档温度高很多,这又是为什
即: Q = W =UIt = IR·It = I2Rt
焦耳定律可以根据电功率的公式和 欧姆定律的公式推导出来。
电功与电热的关系
电烙铁(电热器) Q=W(内能=电能)
电动机(非电热器) Q<W(内能+机械能=电能)
苏科版《15.3电热器电流的热效应》pptflash课件
热效应是电流在导体中产生热量 的一种物理效应,是电能转化为 热能的过程。
研究背景及意义
研究背景
随着科技的不断发展,电热器在日常生活和工业领域中的应用越来越广泛,对 电热器电流的热效应进行深入研究具有重要意义。
研究意义
通过对电热器电流的热效应进行研究,可以优化电热器的设计,提高能源利用 效率,减少能源浪费,同时也有助于推动相关领域的技术进步和产业发展。
01
02
03
能耗较高
由于电热器的加热功率较 大,因此其能耗也相对较 高。
安全问题
如果电热器使用不当或出 现故障,可能会导致火灾 等安全问题。
对环境的影响
电热器在使用过程中会产 生一定的电磁辐射和噪音, 对环境造成一定的影响。
04
实验探究:测量并计算焦耳 热量
实验目的和步骤
• 实验目的:通过测量电流、电压和通电时间,计算电热器 产生的焦耳热量,探究电流的热效应。
02
电流热效应基本原理
焦耳定律及其物理意义
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,跟通电的时间成正比。
物理意义
揭示了电流热效应的基本规律, 为电热器的设计和应用提供了理 论依据。
电流热效应产生原因
载流子与金属原子碰撞
电流通过导体时,载流子(电子或空 穴)与金属原子发生碰撞,将部分动 能转化为热能。
数据记录和处理方法
数据记录
记录实验过程中的电流、电压、通电 时间和电热器温度变化等数据。
数据处理
根据焦耳定律公式Q=I²Rt计算电热器 产生的焦耳热量,其中I为电流,R为 电热器电阻,t为通电时间。同时,根 据温度变化计算电热器的热效率。
电热器、电流的热效应课件3 苏科版
作业: WWW 第3题
件下,电阻越大,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.
焦耳是英国物理学家.他一生的大 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 了电流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,这个规律就是焦耳 定律.
要研究导体电阻大小对产生热量的影响,应该控制_电__流___和_通__电___时__间_ 相等,则可以让两个阻值不同的电阻_串__联__ (串联/并联)后接入电路.
考考你的举一反一能力
利用如下器材,如何探究电流通过电热器所产生热量的多少 与哪些因素有关.(说明:此实验中两个小电灯的电阻都会略有改变, 但始终是4.8V 0.3A的那一个电阻较大)
2、如何研究通电导体的电阻大小对产生 热量的影响?
设计实验、验证假设 1.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),比较 在相等的时间内产生热量的多少.
设计实验、验证假设 2.研究电热器电阻的大小对产生热量的影响
我的收获
电流的热效应 影响电流热效应的因素 焦耳定律 电功和电热的关系
电热的利用和防止
随堂练习
当0.2安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0.4 安时,在相同的时间内产生的热量为Q2,
那么Q2是Q1的 ( B )
A、2倍 C、0.25倍
B、4倍 D、0.5倍
随堂练习
两根长度相同,粗细不等的镍铬合金电阻 丝,串联以后接入电源两端,在相同的
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铁佛中学活页教案
授课教师李中权授课日期
课型新授课班级三(4)、(5)、(6)课题第三节电热器电流的热效应
教学目标知识技能:
1、知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置,知道电热器一般都是由电阻构成的。
2、知道焦耳定律的表述、适用范围和计算公式,会用焦耳定律进行简单的计算。
3、知道利用电热器和防止电热的场合和方法。
过程与方法:
1、通过探究,知道电热器产生热量的多少与电热器自身的电阻、通过它的电流以及通电时间有关。
2、在实验过程中,渗透物理研究方法:探究法、观察法、讨论法,培养学生的观察分析能力和概括能力。
情感态度价值观:
1、在学习的过程中,渗透辩证唯物主义的思想。
2、通过对电热的利用和防止知识的学习,认识到科学是有用的,激发学生学习物理、热爱科学的兴趣。
教学重点1、知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置。
2、通过实验探究电流热效应跟电流大小、电阻大小和通电时间的关系,理解焦耳定律。
教学难点组织指导学生在探究过程中认真观察、分析,并得出正确结论。
教学突破通过图片展示理解生活中电热器的工作原理;通过实验探究和数学推导理解焦耳定律。
集体备课个人修改教学过程
一、创设情景、导新课
讲述:同学们根据自己的生活经验,一定能举出许多电能变成热能的例子。
通过对电能
的学习,大家已经了解电流通过用电器时,用电器会发热,这就叫电流的热效应。
提问:在前面测小灯泡的电功率的实验中,同学们曾有意识地去触摸过小灯泡,有什么
感觉?触摸导线时,与触摸小灯泡时感觉一样吗?
——小灯泡很热,导线却不热。
——在家里摸过做饭的电饭锅,饭都熟了,导线也没有感觉到热。
提问:同学们有没有考虑过这样的问题:导线和用电器中流过的电流相同吗?理由是什
么?
二、预习设计、成果展示
三、小组合作、师生探究
1、电热器
3、观察下列用电器,回答问题。
热得快电炉电熨斗电热水壶电热毯电饭煲
思考并回答:(1)这些用电器的共同点是:内部具有电热丝。
他们都是利用电流做功,
将转化为的装置,这类装置统称为。
微波炉、电磁炉因为没有所以不属于电热器。
(2)电流的热效应:通过导体时,导体的现象;电流通过电热器时会产生热量,因此电热器是利用效应工作的装置。
(3)电流热效应的运用:可以判断导体中是否有电流。
2、影响电流热效应的因素
(1)提出问题:电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关?
思考:A. 灯泡和电线串联在电路中,电流相同,灯泡热得发光,电线却不怎么热,这是为什么?
B. 相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉,电线将显著发热,甚至烧坏电线,这又是为什么?
C. 电熨斗,它通电的时间过长,会产生更多的热量,一不小心,就会烧坏衣料。
(2)做出猜想:
根据上面的三个问题,可猜测电流通过电热器所产生热量的多少可能与导体的、导体中、通电的有关。
(3)设计试验
实验方法:
问题1:如何比较通电导体产生热量的多少?
转化法:将一段电阻丝浸没在一定质量的液体中,通电时电阻丝产生的热量被液体吸收,液体的温度就会,导体产生的热量越多,液体吸收后温度升高也越。
因此,我们可以通过比较质量的液体温度的升高来比较电阻丝发热量的多少。
问题2:如何研究通电导体的电阻、导体中的电流和通电时间对产生热量的影响?
控制变量法:(1)研究与导体电阻大小的关系时,应选择两个阻值(相同/不同)的电阻丝。
实验时,要控制两个电阻丝的电流大小(相等/不相等),为此,可以将它们(串联/并联)在电路中。
此外,还需控制它们的相等。
(2)研究与导体中电流大小的关系时,应使电阻丝的阻值(改变/不变),使通过电阻丝的电流大小(改变/不变),为改变电路中电流的大小,实验时,只要在电路中串联一个。
(3)研究与通电时间的关系时,应该使电阻丝的阻值和电路中的电流
(改变/不变),延长通电时间,观测液体温度的变化。
实验电路:根据电路图,用笔画线做导线,将右
图的实物图连接起来。
(R1为镍铬合金丝;R2为铜丝且R1>R2)
实验步骤:
(1)按图连接好电路,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)保持通电时间相同,调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小,观测其中一根电阻丝所在液体温度的变化情况。
(3)延长通电时间,继续观测液体温度的变化。
实验现象及结论:
现象1:左边温度计的液柱上升得快。
结论1:在、相等时,导体电阻越大,产生的热量越多现象2:增大电流后,温度计的液柱升高得快。
结论2:在、相等时,导体中电流越,产生的热量越多
现象3:延长时间后,温度计的液柱在不断地升高
结论3:在电流、电阻相等时,通电时间越长,产生的热量越多
总结:电流通过电阻丝时产生的热量与导体本身的、通过导体的
以及有关。
导体的电阻越、通过的电流越,通电的时间越,电流通过导体产生的热量越多。
3、焦耳定律
电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器时,电能几乎全部转化为内能,电热器所产生的热量等于电流做的功。
★用公式表示:Q
热
= W = UIt (用于纯电阻)
★根据欧姆定律U=IR,代入上式得:Q
热
=I2Rt(焦耳定律:适用于纯电阻)★焦耳定律:电流流过导体时产生的热量,跟电流的平方成,跟导体的电阻成,跟通电的时间成。
★推导公式:(1)因为Q
热 = W = UIt将I=U/R代入得, Q
热
=
(2)因为Q
热 = W = UIt将P=UI代入得,Q
热
=
介绍:焦耳是英国物理学家。
他一生的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电流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,这个规律就是焦耳定律。
焦耳致力于热
功定量的精确测定达40年之久,他用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系,为热力学第一定律的建立确定了牢固的实验基础。
在通常情况下,电流产生得热量Q仅是电流所做的功W中的一部分,例如,电流通过电动机做功时,大部分电能被转化为电动机的机械能,仅有少量电能转化为内能(即Q<W),因此焦耳定律对非纯电阻不适用。
四、归纳总结、巩固提高
五、当堂检测、及时反馈
1、P17页,3W思考题
2、一个20Ω的电阻,通过0.5A的电流2min,电阻上消耗的电能是_____,释放热量为。
3、一个电阻通过0.2A的电流5min,电阻上产生的热量为600J.这个电阻的阻值是Ω。
4、一个200Ω的电阻通电2min,电阻上消耗的电能是4.5×104J,则通过电阻的电流是。
5、一个40Ω的电阻,通过0.3A的电流,则通电______min释放热量为2160J.
六、教后反思、自我提高。