第四节科学探究：电流的热效应
沪科版物理九年级第16章第4节《科学探究电流的热效应》-课件
练一练
1.电流的热效应是电流通过导体时__电__能_转化成__热__的 现象。电热器是利用电流的__热__效__应_制成的加热设备。 2.“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。 3.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是 4_0_0_W 通电1min时产生的热量是___2_4_0_0_0J。 4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_2_:_3_。 Q1:Q2=___2_:_3_。
练一练
5、现有甲乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分 别接入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们 发热情况是（ B ）
A、甲放热多 B、乙放热多
C、同样多 D、无法判断
6、将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W”的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分 别接在220V的电源上，在相同时间内，电流通过他 们时发热功率最大的是（ A ）
考考你： 电炉丝和导线通过的电流相同。 为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。
例题讲解
一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上, 在5min内共 产生多少热量？
解：
通过电阻丝的电流为： I=_U_ R
=
36V 60Ω
=0.6A
电流产生的热量为：
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60J=6480J
A 电烙铁
B 充电器
C 电风扇
D 一样多
数阅
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。
九年级物理全册1科学探究：电流的热效应课件
1 电流的热效应
电烤箱
电热水壶
这些常见家用电器的共同特点？
电烙铁
电流的热效应
定义 电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的 热效应。 1.利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。 2.电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、 熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
电流的热效应
生活中利用电流热效应的用电器
R
当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
电能 内能+பைடு நூலகம்械能
W＞Q热
电热的利用和防止
小小辩论会： 辩题： 电热是有利的还是有害的？
(正方观点：有利的。反方观点：有害的。) 要求：请正反双方举例支持自己的观点。
限时一分钟。
电热的利用和防止
电热的利用
电热毯
电饭锅
电熨斗
电烙铁
热得快
电热孵化器
电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，
典例分析
【例3】[牡丹江]电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用
___电__流__的__热__效__应___来工作的。而计算机内都装有小风扇， 它工作时把热空气驱走，这是为了___散__热___。 (或防止电热带来的危害；或给计算机降温)
1.实验探究：(1)方法：控制变量法、转换法等。 (2)技能：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻有关时，要保证电 流相等，探究中采取串联的方法来保证电流相等。
2.焦耳定律：(1)公式：Q＝ I2Rt。
(2)公式适用范围：适用于电流通过所有导体所产生热量的计算。对于电动 机，消耗的电能只有很小的一部分转化为热量，这时电流通过电动机线圈发 热仍然可以用该公式计算。只是这时的发热为电能的损耗。
电流的热效应(共30张PPT)
结论1:电流和电阻相同时，通电时间越长， 电流产生的热量越多。
３.设计实验、实验探究
探究二、电流产生的热 量Q和电阻R的关系
３.设计实验、实验探究
探究二、电流产生的热量Ｑ与电阻Ｒ的关系
R1
R2
（１）实验电路图
R1 < R2
（２）实验器材
1个5欧、1个10（15）欧定值电阻、开关、导 线、 蜡片、学生电源
电饭锅 电炉
通电后都会发热。
一、电流的热效应：
电流通过导体时, 导体会发热,这种现象
二、电流的热效应的影响因素
电流I，电阻R，通电时间t
现象一. 灯泡通电后,在刚开始通电不是很热,可过了一会 就很热. 现象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太大 的变化 现象三、电饭锅的通电后必需按下加热（煮饭)按钮开关 才能煮熟饭
知识反馈：
一 填空
1、电视机，收音机，电脑等家用电热器 放置一段时间后，要通电，这是利用 （ 电热 ）来驱潮。 2、电视机外壳的散热窗，计算机的散热 扇，电冰箱放置时后背面与墙壁保持 一定的距离。这是都因为为了防止 （电热 ）带来的危害。
2.判断
(1)在通电时间一定、电阻相同的情 况下，电流通过导体产生的热
上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不 要看电 可是
视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。
用手一摸电视机后盖 后就发现，小明刚看过电视。
导体通电后都会发热。
16.4 电流的热效应
一、电流的热效应：
电流通过导体时, 导体会发热,这种现象 叫电流的热效应.
想一想
说一说
你知道生活中的 哪些用电器存在类似现象?
量跟电流成正比。
（× ）
九年级物理全册16.4科学探究：电流的热效应精选练习含解析新版沪科版
第四节科学探究：电流的热效应精选练习考点一、电流的热效应1．（2017·张家口）1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（）A．电脑 B．电饭煲 C．电视机 D．电风扇【答案】B【解析】电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应。
电脑的部分部件利用了电流的磁效应工作的，故A 错误；电饭煲利用了电流的热效应工作的，故B正确；电视机也是利用了电流的磁效应来工作的，故C错误；电风扇利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，故D错误，故选B。
2．（2017·保定）发现通电导体产生热量与电流、电阻、通电时间关系的物理学家是（）A．牛顿 B．帕斯卡 C．焦耳 D．瓦特【答案】C【解析】导体通电时产生的热量与电流的平方、电阻的大小、通电时间成正比，这叫做焦耳定律，是物理学家焦耳发现的，故选C。
3．（2018·河南）李想为了验证“电阻和通电时间一定时，电流越大，通过导体产生的热量越多。
”这一猜想，选用了如下器材：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；装有煤油的烧瓶一个，烧瓶内电阻丝的阻值是10 Ω，插在瓶中的温度计量程是0～100 ℃；导线若干。
顺利完成了实验并记录了实验数据如下表。
（1）李想要用如图的电路完成实验，请你用笔画线代替导线将如图连接完整。
（2）实验结束后，李想为了缩短实验时间，对原实验方案稍加改动：实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，第一次实验煤油初温仍为20℃，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开始计时，20 s 后记录末温······指出改动后方案的一点不足（可以结合原方案的实验数据）：_____________________________。
【答案】（1）如图所示（2）第二、三次实验的起始温度错误【解析】（1）根据表格中的数据，实验中电路最大电流为0.4 A，所以电流表选择0～0.6 A，滑动变阻器按照“一上一下”的原则串联接入电路即可。
我的课件 电流的热效应ppt
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
电热的危害和防止
2003年2月3日凌晨5时许，兰州城关区鱼池口拱星 墩后街144号发生一起火灾，78岁的王玉花老人用 劣质电热毯取暖时，因温度过高引燃被褥，当场 被烧死，经济损失2000多元，着起的大火在当天 上午9时许才被扑灭；2003月15日上午9时许，兰 州市农民巷老四川菜馆因房顶内电线短路引发大 火，整个菜馆毁于一旦。 随着家用电器的增多，家庭火灾发生率也急剧攀 升。2004全国城市居民家庭火灾发生2．2万起， 死亡673人，伤945人。 （南陵日报）
一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能 是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则 该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段 时间内消耗的电能E分别为 （ ） A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=3的一 半，应该采用的措施是（ ） A.使电流减半 B.电压减半 C.使电炉的电阻减半 D.使电压和电炉的电阻各减一半。
①电阻串联时电流
相同。
②电阻丝放入盛有
煤油的烧瓶中，通
电后，温度升高，
液体膨胀，液面升
高。
请回答： ①看到了什么现象？ ②说明了什么结论？
现象：I 相同时，R 大的一边液面升的高，
即升温快。
结论1：在电流和时间相同时，电阻越大
产生的热量越多。
【演示实验2】
R=5Ω R=5Ω
让相同的电阻， 流过不同的电流，
典型例题解析
【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着 铜导线却不怎 么热，这是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通 过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热 量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的 电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多.
《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：
第四节 科学探究：电流的热效应
• 1.猜想： 可能跟电流I、电阻R、通电时间t有关。
• 2.制定计划设计实验 方法：控制变量法
（1）如何探究电热跟电流的关系？如何设计电路？
如何比较不同的导体产生热量的多少？
方法：通过比较煤油升高的温度来比较电热的多少，转换法。
（2）如何探究电热跟电阻的关系？如何设计电路？
电热和电功不是一回事儿！
• 练习：1.一根60欧的电阻丝接在36伏的电源上，通
电5分钟，求：（1）电流做了多少功？（2）产生多 少热量？
• 2.某电动机正常工作时的电压为380V，通过它的电 流为2A，线圈的内阻为1欧，工作2分钟，求：（1） 电流做了多少功？（2）电动机产生的热量是多少？ （3）电动机转化为机械能的效率是多大？
• 2.假如在照明电路中接入大功率的电炉子， 电线为何会显著发热，甚至有可能烧坏它的 绝缘皮，并引起火灾？
温和气体液化方面有广泛应用。他对蒸汽机的发展作了不少有价值的工作，
还第一次计算了有关气体分子的速度。
•思考：电热Q和电功W是一回事儿吗？
• 电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，也就 是电流所做的功全部用来产生热量，那么，
• 电热Ｑ就等于电功Ｗ，即Q=W。 • 如果电能没有全部转化成内能，则Q<W。
第四节 科学探究：电流的热效应
• 预习检查： • 1.什么叫做电流的热效应？举例说明。 • 2.电流产生的热量跟哪些因素有关？ • 3.焦耳定律的内容是什么？
• 一.电流的热效应 电流通过导体时电能转化为内能的现象。
如：电炉子、电饭锅、导线发热等。
原因：电子在定向运动时，和金属离子发生碰撞，由此产生电阻。电子 把一部分动能传递给离子，使离子的热运动加剧，导致发热。
16.4科学探究电流的热效应
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。
电流的热效应
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. 3 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.
焦耳定律
1、英国物理学家焦耳做了大量的实验， 于1840年最先精确地确定电流产生的 热量跟电流、电阻和通电时间的关系：
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.
（二）实验探究电流产生的热量与电 流大小是否有关
实验方法：调节滑动变阻器，增大电流， 电阻不变，通电时间与上次相同，记录 温度计示数。
（三）实验探究电流产生的热量与电 阻大小是否有关
A B
RA
RB
实验方法：初温相同、质量相同的煤油; 阻值不一样的电阻；通电一段时间，记录 温度计示数。
实验结论
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.
电流不同
3.电熨斗，它通电的时间过长，会产生更多的热 量，一不小心，就会损坏衣料。这又是为什么？
时间不同
提出问题
电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关？
做出猜想
导体的电阻 导体中的电流 通电的时间
实验方法
（一）实验探究电流产生的热量 与通电时间是否有关
实验方法：保持 电流大小不变，电阻 不变， 每隔一定时间记录温度计的示数。
Hale Waihona Puke 电流做功 消耗的电能产生的内能
电功 电热 如：电热水壶、
电热器：电功
电热 电阻丝、电饭锅
（2）当电能一部分转化为内能时
电流做功 消耗的电能 ＞ 产生的内能
电功＞电热 电动机：电功 ＞ 电热
如：电风扇、 吹风机
电热与电功的比较：
纯电阻电路：
沪科版-物理-九年级全一册-第十六章 第四节 科学探究电流的热效应
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
(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
(3)上式中I的单位是
是
,Q的单位是
参考答案:A Ω s J
闭合时，两电阻丝并联，电路电阻最小，电源电压U一定，由
P=U2 可知此时电路功率最大，电熨斗处于高温挡。(2)由电
R
路图知:当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温挡，此时只有
电的阻 电R阻1接R1入电UI 路 U；P2；通通过48电4电t路=的3 m电i流n=I 1U8P 0
1≈000W.45
220 V
A，R1
s产生的热
量:Q=I2Rt=(0.45 A)2×484 Ω×180 s=1.8×104 J。(3)当
开关S1与S2都闭合时，电熨斗处于高温挡，电阻R1的功率
P1= P低温挡=100 W，电阻R2的功率P2=P-P1=1 000 W-100 W
=900
W，则电阻R2改变后的阻R值2
U
2 2
P2
第四节 科学探究:电流的热效应
【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。
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
而不用水做实验,是因为煤油的比热容
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。
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。
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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。
1.一个20Ω 的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上 600J 消耗的电能是_____,释放热量为______。 600J
2.一个电阻通过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 。 50 3.一个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______。 1.37A
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。
只要不放弃努力和追求，小草也有点缀春
天的价值。
结论：在电阻Ｒ和通电时间t相同时，电流产生 热量多少与通过导体的电流Ｉ大小有关，并且 电流Ｉ越大，电流产生热量越多。
控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→对电热Q 的影响
结论：在电流I和通电时间t相同时，电流产生 热量多少与导体的电阻Ｒ大小有关，并且电阻 Ｒ越大，电流产生热量越多。
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
4.一个40Ω 的电阻，通过0.3A的电流，则通电 ______min释放热量为2160J。 10 5.两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_____；若两 4︰3
个电热器的电阻相同，通过的电流之比为1︰3，在
相等的时间里产生的热量之比为______。 1︰9
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?
灯泡的电阻比电线的
大得多，产生的热量
更多。
问题2. 假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线 将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火
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
电时间成正比。
焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt)
焦耳定律的发现者
焦耳（1818～1889），
英国物理学家。1818年
12月24日生于曼彻斯特 附近的索尔福德，1889 年10月11日卒于塞尔。
焦耳定律的理论推导 电流通过纯电阻导体时所做电功W=UIt
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
6.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
动脑筋：
1. 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，应增大电阻丝的电阻， 他的想法对吗？为什么？
第四节
科学探究：电流的热效应
1.知道并会探究电流通过导体时产生的热量和
电流、电阻及通电时间的定性关系。
2.掌握焦耳定律的内容及其数学表达式。 3.了解电功与电热的关系。
电饭煲
电油炸锅
电熨斗
电烤箱
电取暖器
电热水器
电热水壶
电烙铁
电热毯
这些常见家用电器的共同特点： 1.电流通过导体时电能转化为热能的现象叫做电流 的热效应。 2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。 3.电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电 阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
2. 电风扇通电会发热，这些热量是人们希 望得到的吗？电风扇的能量转化形式怎样？ 能否想办法减少电风扇的能量散失？
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
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？
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现 象。
电流的热效应有什么利和弊？
优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等
优点。
缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。
电流的热效 应与哪些因 素有关？
点亮的灯泡过一会 儿会烫手，说明什 么？
导线和电熨斗串联，为什么 电熨斗很热而导线并不是很 热？说明什么？
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 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 让电流产生的热 量被气体（液体） 吸收，通过观察 气体（液体）的 热膨胀（观察玻 璃导管内的水柱 升降）（温度计 的示数）来测量。
转化
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
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
灾。这又是为什么？
大功率用电器的电 流过大，引起导线 发热过多。
问题3.电路中负荷（总功率）过大有什么危险？为
什么？
电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按Q=I2Rt
计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。
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