16.4科学探究：电流的热效应（课件）-2023-2024学年九年级物理沪科版

第十六章 电流做功与电功率 科学探究：电流的热效应 你知道发光小灯泡灯丝发热的原因么？ 学习目标 1、知道什么是电流的热效应，知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系； 2、掌握焦耳定律； 3、知道生活、生产中电流热效应的应用实例和危害以及危害的防止手段。 电油炸锅 电饭煲 电熨斗 这些用电器通电后，都伴有热现象，这是为什么呢？ 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫作电流的热效应． 电流的热效应 观察与思考 电烤箱 电烙铁 电热水壶 生活中利用电流热效应的用电器 观察与思考 优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等． 缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命． 电流的热效应有什么利和弊？ 观察与思考 电流通过导体产生的热量多少与哪些因素有关？请设计通过实验来验证你的猜想。 热量与电阻是有关 01 02 03 热量与电流有关 热量与通电时间有关 方法：控制变量法 转换法 焦耳定律 发现 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。 8 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 Q = I ² R t 焦耳（J） 安培（A） 欧姆（Ω） 秒（s） 9 电能和电热的关系 （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。 Q = W = UIt = I2Rt 内能+其他形式能 Q热 电能 W = Pt = UIt Q = I2Rt ＞ W （2）在电能部分转化为内能的电路中，其他的电能转化成了内能之外的其他形式的能量。 10 例题 某电热器接在220V的电源上，其电阻是100Ω，则通电8min能产生多少热量？ 已知：U=220V，R=100Ω，t=8min=480s。 求：Q=? 解：根据已知条件，由欧姆定律，得 I=U/R=220V/100Ω=2.2A， 将I的值带入焦耳定律的公式，得 Q=I2Rt=（2.2A）2×100Ω×480s≈2.3×105J。 答：这个电热器通电8min产生的热量为2.3×105J。 如图所示，电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生的热量等于1000J吗？ 电热与电功的关系 观察与思考 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 （即纯电阻电路），如：电暖器，电饭锅，电炉子等． 而电吹风工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能=内能+机械能，即W＞Q热． 交流与讨论 纲要 电流的热效应 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 焦耳定律 电热的利用和危害 改进 创新，没有最好只有更好 辩证的看待电热 对比分析法 控制变量法和转换法 列举法 某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生的热量是多少？ 一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？ 拓展 小明同学学习了焦耳定律后他想;如果要电路在一定时间里多放出热量，应当增大电阻丝的电阻。他的想法对吗？为什么？ 拓展作业 利用发热电阻R1R2(R1>R2)制作电加热器，最多可以有几个档位？ $$