第十六章第4节 科学探究：电流的热效应 -2023-2024学年沪科版物理九年级上学期

第十六章 电流做功与电功率 第四节 科学探究：电流的热效应 学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练 沪科版-物理-九年级上册 学习目标 1.知道电流的热效应。  2.通过探究，知道电热与哪些因素有关，知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。 3.知道焦耳定律内容、公式及适用范围。  【重点】电流的热效应与哪些因素有关。 【难点】培养学学生科学的探究能力。 新课导入 小时候，听见楼梯的脚步声，赶紧关了电视，假装写作业。但是妈妈一摸电视后面发热。就知道你有没有说谎。这是为什么呢？ 新知探究 知识点 电流的热效应 1 电能 内能 4 新知探究 在物理学中: 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 电流热效应的实质是电能转化为内能。 新知探究 知识点 探究电流产生的热量与那些因素有关 2 灯泡通电后，在刚开始通电不是很热，可过了一会就很热，为什么？ 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？ 电饭锅通电后为什么必须按下加热（煮饭）按钮开关才能煮熟饭？ 新知探究 猜想： 时间 电阻 电流 实验方法： （1）当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？ 控制变量法 （2）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？ 转换法 通过温度计升高的示数来显示电流产生热量的多少。 新知探究 一、探究电流产生的热量与通电时间是否有关 实验设计 要探究电流产生的热量与通电时间是否有关，应控制电流、电阻不变，改变通电时间。 实验电路图 新知探究 实验实物图 新知探究 进行实验： (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流大小不变。 （3）记录实验数据，并填写到设计好的表格中。 新知探究 记录数据： 在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多 实验结论： 时间 液柱上升情况 t1=1min t2=2min t2=3min t2=4min t2=5min 新知探究 二、探究电流产生的热量与电流大小是否有关 实验设计 要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，应控制通电时间、电阻不变，改变电流大小。 实验电路图 新知探究 实验实物图 新知探究 进行实验： (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)闭合开关，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.2A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。 (3)取质量、初温都与上述实验相同的煤油，实验电路也与上述实验相同，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.4A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。 新知探究 记录数据： 电流I=0.2A 时间 0 1 2 3 4 温度 电流I=0.4A 时间 0 1 2 3 4 温度 在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多 实验结论： 新知探究 三、探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 实验设计 要探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，应控制通电时间、电流大小不变，改变电阻大小。 实验电路图 新知探究 实验实物图 新知探究 进行实验： (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)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。 新知探究 记录数据： 电阻R=5Ω 时间 0 1 2 3 4 温度 电阻R=10Ω 时间 0 1 2 3 4 温度 在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 实验结论： 新知探究 知识点 焦耳定律 3 Q = I2Rt  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。 Q的单位：J I的单位：A R的单位：Ω t的单位：s 总结：热量与电流、电阻和通电时间有关 新知探究 1、当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即： Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 　　W＞Q热 电能 内能+机械能 想一想：W和Q的关系 课堂小结 一、 电流的热效应 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应 二、电流产生的热量与哪些因素有关 通电时间 课堂小结 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。 课堂训练 1．（2022•北京市）如图所示四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） C 2．（2022