16.4电流的热效应 导学案 2024-2025学年沪科版物理九年级上学期

永安六中初三物理导学案 16.4电流的热效应 1课时 班级 姓名 【学习目标】认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。通过实验，探究并了解焦耳定律 。会利用焦耳定律进行简单的计算。 【旧知链接】1、电功公式： 2、电功率公式： 【合作探究】：一、电流热效应 （一）相关概念： 电流经过电烤箱、电炉子、电熨斗、电饭锅这些用电器时，有一个共同特点是： ； 电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。 电流通过导体产生的热量，简称电热（Q），单位：焦耳（J）。 （二）探究实验：电流产生热量与哪些的因素有关 1、实验方法： 转换法：在相同的烧瓶内装有等质量的煤油，通过 观察 来判断电流产生热量的多少。温度计升温的越多，则煤油吸收的热量就越大，即电阻丝产生的热量就越多。 ( R 1 R 2 )2、实验步骤：如图，两个透明容器中密封着等量的空气，通过U型管中液面高度的变化反映电阻丝产生的热量的多少。 （1）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关。 A应控制 不变，改变 ，观测 。 B根据实验目的，电阻R1、R2应 联，这样可以 C 按图甲连接电路，记录液面高度差；多次实验。 电流I/A I1 I2 I3 R1液面高度差 R2液面高度差 D结论：在通电时间相同，通过的电流大小不变的情况下，电阻越大，电流产生的热量越 ( R 1 R 2 )（2）探究电流产生的热量与电流大小是否有关 A应控制 不变，改变 ，观测 。 B按图乙连接电路，相同阻值的电阻丝，在通电时间相同的情况下， 调节滑动变阻器，该变电流的大小，记录液面高度差；多次实验。 电流I/A I1 I2 I3 R1液面高度差 R2液面高度差 C结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越 （3）探究电流产生的热量与通电时间是否有关 A应控制 不变，改变 ，观测 。 B按图丙连接电路，每隔一定时间记录一次温度计的示数。 时间t/min 1 2 3 液面高度差 C结论：在电阻相同、通过的电流相同情况下，通电时间越长，电流产生的热量越 3、实验结论：电流产生热量的多少与 有关。 二、焦耳定律 1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成 ，与导体的电阻成 ，与通电时间成 。 2、焦耳定律公式：Q=I2Rt（通用）。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。 3、在纯电阻电路中，电流做功(电功W)全部用来产生热量(电热Q)，则有W=Q； ∵纯电阻，∴Q=W（W的计算公式均可使用） 4、电动机(非纯电阻)：（1）消耗的电能W=UIt或W=Pt；（2）产生的热量Q=I2Rt； （3）产生的机械能E机=W-Q；（4）电动机工作效率：η=E机/W=（W-Q）/W 5、发热功率与电功率：P热=Q/t=I2R；P=W/t （1）纯电阻:∵纯电阻，∴Q=W; ∴P热=Q/t=W/t,即P热=P； （2）非纯电阻:∵纯电阻，∴Q≠W;∵P热=Q/t，P=W/t,∴P热≠P。 6、①电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；②电热的防止：电视机后盖有很多孔是为了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。 例1、有一电炉正常工作时电压为220V，其电阻为48.4Ω，求正常工作一小时，发热多少J？ 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3A，其正常工作100s，求：电动机（1）消耗的电能（2）产生的热量；（3）产生的机械能； （4）工作效率。 【巩固提升】1、下列用电器属于利用电流热效应工作的是（　　） A、电饭锅 B、电风扇 C、计算机 D、电视机 2、电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为 A、通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B、导线的绝缘皮隔热 C、导线散热比电阻丝快 D 、导线的电阻远小于电阻丝的