(教参)第16章 第4节 科学探究：电流的热效应-【提分教练】2022-2023学年九年级物理全一册同步(沪科版)

第四节　科学探究：电流的热效应 素养 目标 1. 知道电流的热效应，并能用焦耳定律的公式进行简单计算。(物理观念) 2. 能够应用控制变量法探究电流产生热量的多少与哪些因素有关，并将电热的多少转换成温度计的示数的变化值。(科学思维) 3. 经历探究电流产生热量的多少与哪些因素有关的实验过程，归纳得出焦耳定律。(科学探究) 4. 通过学习电热的利用和危害，学会辩证地看待问题。(科学态度与责任) 一、电流的热效应 1. 定义：电流通过导体时 电 能转化为 内 能的现象。 2. 电流产生的热量与哪些因素有关 (1)实验中两玻璃瓶中应使用 质量 相同的 同种 液体。 (2)两玻璃瓶中的不同阻值电阻丝串联在电路中，目的是保证电阻丝中的 电流 相同。 (3)用两温度计 升高的温度 比较电阻丝放出热量的多少。 二、焦耳定律 3. 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。 4. 公式：Q＝ I2Rt 。 【选一选】 1. 下列各用电器均标有“220 V　60 W”字样，它们正常工作相同的时间，发热最多的用电器是(　C　) A. 电视机　　　　　 B. 电风扇 C. 电热毯 D. 电冰箱 2. 下列用来防止电热危害的是(　D　) A. 取暖用的电热器 B. 电热水壶的金属外壳 C. 电熨斗的金属外壳 D. 电视机上的散热孔 【填一填】 3. 冬季，输电线结冰容易造成倒塔(杆)断线，影响电能的输送。为了保证正常供电，通常要给输电线除冰：在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，使电路 短路 ，输电线中的电流 较大 ，产生的 内能 增加，使冰 熔化 (填物态变化名称)。 　　探究电流产生的热量与哪些因素有关 在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路图和实物图如图所示，其中R1>R2。请探究并回答下列问题。 　 在实验探究的过程中，怎样比较电流通过两个电阻产生热量的多少？ 答案：在实验中两个烧瓶中的液体吸收热量温度升高，吸收的热量越多，温度升高得越多。所以，通过两个烧瓶中温度计升高的温度可以判断两个电阻产生热量的多少。 本实验使用了控制变量法，对两个烧瓶中的液体有什么要求？ 答案：为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两个烧瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。 在探究电流产生的热量与电阻的关系时应该控制哪些物理量不变，具体是怎样操作的？ 答案：在探究电流产生的热量与电阻的关系时应该控制电流和通电时间相同，实验中采用两个电阻串联的方式来控制电流相同。 在探究电流产生的热量和电流大小的关系时，应控制哪些量不变，具体怎样操作？ 答案：在探究电流产生的热量与电流大小的关系时应该控制电阻和通电时间相同，实验中通过调节滑动变阻器来改变电流，比较相同时间内大小不同的电流通过同一个电阻时产生热量的多少。 如图所示，串联的两电阻丝(R1＜R2)，封闭在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连。闭合开关，通过两电阻丝的电流 相等 (选填“相等”或“不相等”)，一段时间后，密闭烧瓶内的空气被加热，观察到气球 B (选填“A”或“B”)先鼓起来。 电流产生热量与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关，在电流和通电时间相同时电阻越大产生的热量越多。 解析：根据串联电路的电流处处相等可知，因为两电阻丝串联，则闭合开关，通过两电阻丝的电流相等。因为流经两电阻丝的电流相等，R1＜R2，根据Q＝I2Rt可得，电阻丝R2产生的热量较多，气球B先鼓起来。 1. 下列关于如图所示实验的说法错误的是(　C　) A. 该实验探究的是电流的热效应 B. 实验中采用了控制变量法 C. 观察实验现象可知，在其他条件相同时，电阻越大产生的热量越少 D. 实验中是通过观察温度计示数增长的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少 解析：由实验装置可知，该实验探究电流产生的热量与什么因素有关，探究的是电流的热效应，故A正确。电流产生的热量，与电阻的大小、电流的大小和通电时间有关。探究其中一个因素对电流产生热量多少的影响，而保持其他两个因素不变，这种方法是控制变量法，故B正确。观察实验现象可知，在其他条件相同时，电阻越大产生的热量越多，故C错误，符合题意。实验中是通过观察温度计示数增长的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少，这种方法叫转换法，故D正确。故选C。 　　焦耳定律 如图所示为某简易电吹风的简化电路图，其主要技术参数如表。在家庭电路使用中，通过计算回答。 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W 当电吹风没有工作时选择开关在CD挡；当电吹风吹冷风和热风时选择开关分别在什么挡？ 答案：由电路图可知，当选择开关旋至BC时，只有电动机工作，