13.4 电流的热效应-【教材解读】2023秋九年级全一册初三物理（北师大版)

物理　九年级　上册 ２４０　 四、电流的热效应 *"') 电流的热效应在 生活中的应用 如图所示的用电 器 均 是 利用电流的热效应来工作的, 即都是把电能转化成内能的. *"O 手机“发烧” 手机开始充电时 用 手 摸 一下后壳,不会感觉到热,充 电一段时间后,手机后壳会发 热,其中就是电流的热效应在 “作怪”. 知识点一　电流的热效应 > M  A１．电流的热效应 (１)概念:电流通过导体时,导体会发热,这种现象叫 作电流的热效应. (２)理解: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．实验探究:电流的热效应与哪些因素有关 【提出问题】 电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关? 【猜想与假设】 根据生活经验可以猜想:电流通过导体产生热量的多 少可能跟导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间 有关. 实验一:探究电流的热效应与电阻的关系 【设计并进行实验】 如图所示,两个烧瓶中盛有质量相等的煤油,两个阻 值不同(R１＜R２)的电热丝,在相同时间内通过大小 相同的电流,比较煤油升高的温度. 【现象及分析】 闭合开关,在电流、通电时间相同的情况下,发现B 瓶 中煤油的温度升得高,即R２ 电热丝产生的热量多. 第十三章　电功和电功率 ２４１　 【实验结论】 在电流大小和通电时间相同的情况下,电热丝的阻值 越大,产生的热量越多. 实验二:探究电流的热效应与电流大小、通电时间的 关系 【设计并进行实验】 如图所示,两个烧瓶中盛有质量相等的煤油,两个阻 值相同(R３＝R４)的电热丝,在相同时间内通过大小 不同的电流,比较煤油升高的温度;在通过同一电流 时,分别记录不同时间段煤油升高的温度. 【现象及分析】 闭合开关,调节滑动变阻器,使通过R４ 的电流大于 通过R３ 的电流,一段时间后,发现B 瓶煤油的温度 升得高,即R４ 电热丝产生的热量多;再过一段时间, 发现两瓶煤油的温度都上升了,即通电时间越长,电 热丝产生的热量越多. 【实验结论】 在通电时间和电热丝阻值相同的情况下,通过电热丝 的电流越大,产生的热量越多;在电热丝阻值和电流 大小相同的情况下,通电时间越长,电流产生的热量 越多. 总结: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. > M  A 知识点二　焦耳定律 １．内容 电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比,跟 'F (１)做实验时,要选择两 个完全相同的烧瓶,所装煤油 的质量也要相同. 　　(２)在探究电流热效应与 电阻、电流关系实验中,读取 温度计示数时,两支温度计一 定要同时读数. .4 控制变量法和转换法的应用 (１)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)在探究电流的热效应 与哪些因素有关时,产生热量 的多少是不能直接观察到的, 但我们可以利用转换法,通过 观察温度计示数的变化来判 断导体产生热量的多少. 物理　九年级　上册 ２４２　 ') 焦耳 焦耳是一位伟大 的 实 验 物理学家,他的大量工作成为 热力学第一定律的实验基础, 他也是能量守恒定律的发现 者之一.焦耳定律是焦耳在 １８４０年提出的.我们前面学 过的功和能的单位焦耳,就是 以他的名字命名的. @ 话说焦耳定律 焦耳定律说热量, 三个因素有关联. 电流平方是关键, 乘上电阻和时间. 热量单位是焦耳, 单位统一记心间. 导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.这个规律叫 作焦耳定律. ２．公式 ３．公式的理论推导 在消耗的电能全部用来产生热量的情况下,根据电功 的公式和欧姆定律的公式推导出来的结论与焦耳定 律一致. 当电流通过导体做功时,如果电能全部转化为内能, 而没有转化成其他形式的能量,则电流产生的热量Q 等于电流做的功(消耗的电能)W,即Q＝W ＝UIt. 又由欧姆定律I＝ U R 可得U ＝IR,所以 Q ＝W＝ UIt＝IR􀅰It＝I２Rt. ４．理解和应用焦耳定律应注意的三个问题 (１)焦耳定律Q＝I２Rt是由实验总结出来的,只要有 电流通过导体,都可以用它来计算导体所产生的 热量. (２)在电流、通电时间一定时,电流通过导体产生的热 量跟电阻的大小成正比的结论才成立. (３)公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而 言的,也是对应于同一状态的;公式中的电流I 的单 位用安培(A),电阻R 的单位用欧姆(Ω),通电时间t 的单位用秒(s),这样热量Q 的单位才是焦耳(J). 电功与电热的关系 (１)只有在纯电阻电路中,电热才等于消耗的电 能,Q＝W,即I２Rt＝UI