15.3 电热器 电流的热效应（课件）-【上好课】九年级物理下册同步精品课堂（苏科版）

15.3 电热器 电流的热效应 第15章 电功和电热 教师 xxx 苏科版 九年级上册 电热器、电流的热效应 电热的利用和防止 焦耳定律 01 03 02 CONTANTS 目 录 电热器、电流的热效应 01 现在的智能手机，已成为人们生活中必备的工具。同学们用手机最多的是来做什么？ 用手机玩游戏 用手机看视频学习 工作时间长了，手机什么感觉？ 手机发热、甚至烫手 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 电流的热效应 生活中利用电流热效应的用电器 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？ 电热毯和导线通过电流相同，为什么电热毯很热，而导线却不那么热? 猜想：可能与电阻有关。电阻越大，电流产生的热量越多。 　　电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关? 为什么插座上插的用电器越多，插座及导线越来越热？ 猜想：可能与电流有关。电流越大，电流产生的热量越多。 　　电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关? 长时间使用手机，手机为什么会发烫？ 猜想：可能与通电时间有关。通电时间越长，电流产生的热量越多。 　　电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关? 设计实验： （1）实验方法 ①一个物理量可能与多个因素有关时，采用控制变量法。 把电热传递给气体（或液体），把比较电热的多少转化为比较气体（或液体）受热膨胀程度。 ②对不易测量或观察的物理量，采用转换法。 （2）实验方案 电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成高度差；液面差越大，产生的热量越多。 实验: 电流通过导体产生热量与电阻的关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A U型管中液面高度的变化 保持电流、通电时间相同 控制变量法 电路图 实验器材 转换法 电流通过电阻丝产生热量 密闭空气温度变化 反映 进行实验 实验结论 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 实验：电流通过导体产生热量与电流的关系 I A R = 10 Ω R = 10Ω R =10Ω I1 电路图 实验器材 保持电阻、通电时间相同 控制变量法 观察U型管中液面高度的变化 转换法 注意：右侧U型管中液面高度的变化是由右侧密封在容器内的电阻丝引起的。 进行实验 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 实验：电流通过导体产生热量与通电时间的关系 焦耳定律 02 焦耳定律 Q = I2Rt 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。 公式： 理论推导：电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q= W = Pt = UIt = IR·It = I2Rt。 18 焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。 19 电功与电热的区别与联系 ①电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。 电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。 两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 0.22 0.28 Ⅰ. 纯电阻电路 Q=W 上述公式适用于纯电阻电路. Q放= W总=Pt=UIt= =I2Rt U2 R t ②电功与电热的联系 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即 。 Ⅱ. 非纯电阻电路 例如：当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。 电能>内能 W总＝UIt =W机械能＋Q热量 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能 ，即电能大于内能。 ① 在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的，即W=Q，如电炉、电热器、电熨斗等. ② 在非纯电阻电路中，如含有电动机等，电流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量Q=I2Rt，