第十六章第4节 科学探究：电流的热效应---2024-2025学年沪科版物理九年级上学期

第十六章 电流做功与电功率 第四节 科学探究：电流的热效应 学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练 沪科版-物理-九年级上册 一线课堂 YIXIAN KETANG 指点之间，一线即达 学习目标 1.知道电流的热效应。  2.通过探究，知道电热与哪些因素有关，知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。 3.知道焦耳定律内容、公式及适用范围。  【重点】电流的热效应与哪些因素有关。 【难点】培养学学生科学的探究能力。 一线课堂 指点之间，一线即达 新课导入 小时候，听见楼梯的脚步声，赶紧关了电视，假装写作业。但是妈妈一摸电视后面发热。就知道你有没有说谎。这是为什么呢？ 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 知识点 电流的热效应 1 电能 内能 一线课堂 指点之间，一线即达 4 新知探究 在物理学中: 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 电流热效应的实质是电能转化为内能。 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 知识点 探究电流产生的热量与那些因素有关 2 灯泡通电后，在刚开始通电不是很热，可过了一会就很热，为什么？ 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？ 电饭锅通电后为什么必须按下加热（煮饭）按钮开关才能煮熟饭？ 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 猜想： 时间 电阻 电流 实验方法： （1）当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？ 控制变量法 （2）电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？ 转换法 通过温度计升高的示数来显示电流产生热量的多少。 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 一、探究电流产生的热量与通电时间是否有关 实验设计 要探究电流产生的热量与通电时间是否有关，应控制电流、电阻不变，改变通电时间。 实验电路图 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 实验实物图 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 进行实验： (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流大小不变。 （3）记录实验数据，并填写到设计好的表格中。 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 记录数据： 在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多 实验结论： 时间 液柱上升情况 t1=1min t2=2min t2=3min t2=4min t2=5min 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 二、探究电流产生的热量与电流大小是否有关 实验设计 要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，应控制通电时间、电阻不变，改变电流大小。 实验电路图 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 实验实物图 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 进行实验： (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)闭合开关，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.2A不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。 (3)取质量、初温都与上述实验相同的煤油，实验电路也与上述实验相同，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.4A不变，每隔1min 记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 记录数据： 电流I=0.2A 时间 0 1 2 3 4 温度 电流I=0.4A 时间 0 1 2 3 4 温度 在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多 实验结论： 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 三、探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 实验设计 要探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，应控制通电时间、电流大小不变，改变电阻大小。 实验电路图 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 实验实物图 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 进行实验： (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)闭合开关，保持电路中的电流大小不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 记录数据： 电阻R=5Ω 时间 0 1 2 3 4 温度 电阻R=10Ω 时间 0 1 2 3 4 温度 在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 实验结论： 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 知识点 焦耳定律 3 Q = I2Rt  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。 Q的单位：J I的单位：A R的单位：Ω t的单位：s 总结：热量与电流、电阻和通电时间有关 一线课堂 指点之间，一线即达 新知探究 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，即： Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 　　W＞Q热 电能 内能+机械能 想一想：W和Q的关系 一线课堂 指点之间，一线即达 课堂小结 一、 电流的热效应 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应 二、电流产生的热量与哪些因素有关 通电时间 课堂小结 三、焦耳定律 电流大小 电阻大小 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。 一线课堂 指点之间，一线即达 课堂训练 1．（2024•北京市）如图所示四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） C 一线课堂 指点之间，一线即达 2．（2024•长沙市）下列实例中，为了防止电热产生危害的是（　　） A．用电熨斗熨衣服 B．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置 C．电视机的机壳上有许多小孔 D．孵化家禽的电热孵卵机 C 课堂训练 一线课堂 指点之间，一线即达 课堂训练 3．（2024•常德市）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（　　）　 A．观察温度计的示数比较电流产生的热量 B．该实验装置可以探究通电时间一定时， 导体产生的热量与电阻的关系 C．该实验装置还可以探究通电时间一定时， 导体产生的热量与电流的关系 D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体 D 一线课堂 指点之间，一线即达 课堂过关 4．（2024•杭州市）甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等，将它们如图所示串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙导体产热的多少，正确的是（　　） A．甲导体的产热比乙导体多 B．乙导体的产热比甲导体多 C．甲、乙导体产热相等 D．条件不足，无法判断 课堂训练 C 一线课堂 指点之间，一线即达 课堂训练 5．（2024•南安市）如图所示将两根电热丝R1和R2串联在电路中，若R1＝10R2，请问哪根火柴会先被点燃（　　） A．在R2上的火柴 B．在R1上的火柴 C．同时点燃 D．无法确定 B 一线课堂 指点之间，一线即达 6．（2024•佛山市）电炉中的电阻丝通电一段时间后热得发红，而连接电炉的导线却不怎么热，原因是（　　） A．电阻丝容易导电，铜导线不容易导电 B．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量较少 D．制成电阻丝的材料能发热，制成导线的材料不能发热 C 课堂训练 一线课堂 指点之间，一线即达 7．（2024•重庆市）如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为5Ω，定值电阻R2阻值为10Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.2A。求： （1）电阻R1两端的电压； （2）通电时间100s，电流通过 电阻R2产生的热量。 课堂训练 一线课堂 指点之间，一线即达 课堂训练 解：（1）由电路图知，两电阻串联，电流表测电路中电流，由串联电路电流规律知，I＝I1＝I2＝0.2A，由欧姆定律可得，电阻R1两端的电压：U1＝I1R1＝0.2A×5Ω＝1V；（2）通电时间100s，电流通过电阻R2产生的热量：Q2＝（I2）2R2t＝（0.2A）2×10Ω×100s＝40J。答：（1）电阻R1两端的电压为1V；（2）通电时间100s，电流通过电阻R2产生的热量为40J。 一线课堂 指点之间，一线即达 $$