15.3电热器 电流的热效应-2023-2024学年九年级物理下册典中点·课时夺冠（苏科版）

苏科版九年级下册 第十五章《电功和电热》 15.3电热器 电流的热效应 【知识梳理】 一、电流的热效应 导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应。 二、实验：探究影响电流热效应的因素 【实验目的】 探究电流的热效应与哪些因素有关 【实验猜想】 1．电阻丝产生的热量与通电时间有关； 2．电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流有关； 3．电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值大小有关。 【实验器材】干电池两节，开关一个，电流表一个，滑动变阻器一个，阻值不同的电阻丝三个（R1＞R2＞R3），平底烧瓶2个，温度计两支，煤油。 【实验设计】 将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。 1．探究电阻丝产生的热量与通电时间的关系 （1）如图所示组装电路，将电阻丝R1装入烧瓶，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I1； （2）每过10秒记录一次温度计的示数； （3）将电阻丝R1更换为电阻丝R2装入烧瓶，重复实验。 2．探究电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流的关系 （1）仍采用上实验的电路，将电阻丝R2装入烧瓶，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I1（I2＞I1）； （2）每过10秒记录一次温度计的示数。 3．探究电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值大小的关系 （1）如图所示组装电路，将电阻丝R1和R3装入两个相同的烧瓶，使R1和R3串联，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I1； （2）每过10秒记录一次温度计的示数。 （3）更换电阻丝R1为R2，使得电流表示数仍为I1，重复实验。 【数据记录】(数据仅供参考) 1．探究电阻丝产生的热量与通电时间的关系 序号 电阻 时间/s 温度/℃ 电流/A 0 10 20 30 40 50 60 1 R1 0.1 20 23 26 29 32 35 38 2 R2 0.1 20 22 24 26 28 30 32 2．探究电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流的关系 序号 电阻 时间/s 温度/℃ 电流/A 0 10 20 30 40 50 60 1 R1 0.1 20 23 26 29 32 35 38 2 R1 0.2 20 32 44 56 68 80 92 3．探究电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值的关系 序号 电阻 时间/s 温度/℃ 电流/A 0 10 20 30 40 50 60 1 R1 0.1 20 23 26 29 32 35 38 R3 20 21 22 23 24 25 26 2 R2 0.1 20 22 24 26 28 30 32 R3 20 21 22 23 24 25 26 【实验结论】 1．电阻丝的阻值、通过电阻丝的电流一定时，通电时间越长，产生的热量越多。 2．电阻丝的阻值、通电时间一定时，通过电阻丝的电流越大，产生的热量越多。 3．通过电阻丝的电流、通电时间一定时，电阻丝的阻值越大，产生的热量越多。 【注意事项】 1．在连接电路时，开关要断开。 2．在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处以保护电路。 3．滑动变阻器的在实验中的作用 ①保护电路；②改变通过电阻丝的电流。 4．实验多次的目的：使结论具有普遍性。 5．实验采用煤油的原因：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快。 6．也可在烧瓶内不加液体，在瓶口蒙上一个气球，通过烧瓶内气体膨胀的程度来反映电流通过电阻产生热量的多少，如下图所示。 三、探究电流热效应影响因素的另一种实验方法 甲 乙 1．探究电阻对电流热效应的影响 如图甲所示，电阻丝密封在装有等量空气的容器内，容器U形管相连，U形管里装有液体，电阻丝发热后，空气膨胀，温度越高，空气膨胀程度越大，U形管中液面被挤压的越高，这样就可以体现电阻丝发热的多少。现取阻值不相等的电阻丝R1、R2串联进行实验，两个电阻丝因串联而控制通过的电流相同，这样就可体现出电阻对电流热效应的影响。 2．探究电流对电流热效应的影响 如图乙所示，若取阻值相等的电阻丝R1、R2，这样就控制了容器内的电阻相同，在R2两端再并联另一个电阻R3，这样R3分走一部分电流，使得通过R1的电流大于通过R2的电流，这样就可体现出电流对电流热效应的影响。 注意：控制电阻相同，不是控制U形管两侧所有的电阻丝阻值相同，而是控制左右两容器中电阻丝阻值