沪科版九年级第十六章第四节 科学探究：电流的热效应（16张PPT 含视频）

星期天,小明的妈妈出门前嘱咐小明 别看电视,得先完成作业,可是小明等妈妈 一走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开 始做作业,妈妈问小明为何没有做完作业, 小明说作业太难,可是小明妈妈只用了一 招就知道小明说了谎,请问,他妈妈是怎样 做的? 她摸了摸电视机的的散热窗，发现那儿还热着呢。 你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？ 1.电流通过导体时，电能要转化成 热，这个现象叫做电流的热效应。 （电流通过导体时，导体会发热） 2.【思考】为什么电热丝热的发 红，而导线却几乎不发热？发热 的多少与什么因素有关？ 一、电流的热效应 点击图片 观看课件 点击图片 观看课件 猜想与假设： 1.可能与电阻有关 电阻越大，电流热效应越大 2.可能与电流有关 电流越大，电流热效应越大 通电时间越长，电流热效应越大 3.可能与通电时间有关 二、电流的热效应与什么因素有关 设计实验: 【实验目的】 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 【实验原理】 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶 中的煤油温度升高、体积膨胀，即电流做功使电能 转化为物体的内能(W＝Q)。当物体的内能增加时， 温度就会升高，电流产生的热量越多，温度计管内 的液面就上升的越高，示数就越大，我们可以通过 温度计示数变化的大小来比较电流产生的热量的多 少，从而比较电流做功的多少。 请同学们阅读课本P130图16-14及P131图16—16，了 解实验装置及装置中用的器材，看一看你对该装置 有什么质疑可以提出来。 1.为什么实验中要用煤油？用水不行吗？ 因为煤油的比热容比水小，所以，等质量的煤油在 吸收相同的热量时，煤油的温度升高的比较快。 2.为什么是等量的煤油，不等量行吗？ 只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来讨论 电流产生的热量。 【实验方法】 1.控制变量法；2.转换法 进行实验 收集数据: 1.电热与通电时间的关系： 条件： 电流相同，电阻相同 现象： 通电时间长时，温度上升多。 对同一电阻丝，在电流大小 不变的情况下，通电时间越长， 煤油的温度越高，表明电流产生 的热量越多。 结论： 与 通 电 时 间 的 关 系 2.电热与电流的关系： 条件： 等量煤油，电阻相同， 通电时间相同， 现象： 电流大时，温度上升多 对同一电阻丝，在通电时间相同的情况 下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明 电流越大，电流产生的热量越多。 结论： 点击图片 观看课件 3.电热与电阻的关系： 条件： 现象： 结论： 等量煤油，电流相同,时间相同 电阻大时，温度上升的多。 在通电电流大小不变，通电时间相同的情 况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻 越大，电流产生的热量越多。 点击图片 观看课件 三、焦耳定律 单位： Q=I 2Rt 2.公式： Q——焦(J) I——安(A) R——欧(Ω) t——秒(s) 电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正 比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比 。 1.内容： 【焦耳对科学的贡献——阅读课本P133信息窗内容】 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.   纯电阻电路： 非纯电阻电路： ∴ Q ＝W ＝ UIt ＝ I 2Rt 根据欧姆定律U ＝IR 又∵ W ＝ UIt  若电流做的功全部用来产生热量即 Q ＝ W  【注意】 W总＞Q (W总＝UIt ＝W其他＋Q) W＝Q放＝P t＝UIt＝ eq \f( U 2 , R ) t＝I 2Rt 例1. 有一电炉正常工作时电压为220V，其电阻为 48.4Ω，求它正常工作一小时，发热多少焦？ 例2. 有一电动机其线圈的电阻为10Ω，其正常工作 的电压为220V，工作时的电流是3.5A，其正常工作 一小时消耗的电能和发热的多少？ 解: 1h＝3600s。 因电流通过电炉做功时，电能全部转化为内能。 解: 1h＝3600s。 W＝UIt＝220V×3.5A×3600s＝2.772×106J Q＝I 2Rt＝(3.5A)2×10Ω×3600s＝4.41×105J. Q放＝ eq \f( U 2 , R ) t＝ eq \f( (220V)2 , 48.4Ω ) ×3600s＝3.6×106J 2.电热器的发热体： 3.电热器的优点： ① 电热饮水机 ② 电熨斗 ③ 电烙铁 ④ 电烤箱 ⑤ 电热孵化器 ⑥ 电热水器 电阻大、熔点高的电阻丝。 污染小、使用方便。 四、电热的利用 1.电热器： 利用电流的热效应来工作的设备。 点 击 图 片观 看 课 件 防止方法： 散热窗、散热片、散热风扇、通风等。 结束 四、电热的危害与防止 点击图片 观看课件 小结：