16.4科学探究：电流的热效应 2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

16.4 科学探究： 电流的热效应 1 素养目标 认识到电能可以转化为热能、了解电热的应用 01 通过实验，探究并了解焦耳定律 02 会利用焦耳定律进行简单计算、并能解释生活中的现象 03 新课导入 电热水器 电热水壶 电熨斗 思考：这些用电器主要把电能转换为什么形式的能量？ 电流的热效应 定义：电流通过导体时 电能转化为内能 的现象叫电流的热效应。 你还能想到生活中哪些利用电热做功的用电器呢？ 小太阳、电饭锅、电烤箱、电热毯··· 利用电流的热效应大大方便了我们的生活，但是电热是否百利而无一害呢？ 例如： 1、短路时，电流过大，会烧坏用电器，甚至引发火灾 2、电脑里的散热器 3、电视剧后面的散热孔等 实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关 思考2：电热水壶烧水时，电热丝很烫，而导线却不怎么热。电热可能与那个因素有关呢？ 思考3：电热水壶烧水时，水的温度是慢慢升高的，电热可能与哪个因素有关呢？ 思考1：同样在家庭电路中使用，不同型号的电热水壶为什么有的烧水快，有的慢呢？电热可能与那个因素有关呢？ 电流 电阻 通电时间 1、作出猜想:电流通过导体产生的热量的多少可能与 通电时间、电流大小、电阻大小 有关。 研究多因素问题 ，实验方法： 控制变量法 通过观察比较温度计升高的度数来判断电流产生热量的多少,这种方法叫转换法。  （一）探究电流产生的热量与通电时间是否有关 实验结论：在______和______相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量_______。 电流 电阻 越多 （二）探究电流产生的热量与电流大小是否有关 实验结论：在______和______相同的条件下，电流越大，电流产生的热量______。 越多 电阻 通电时间 （三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 实验结论：在______和______相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量______。 越多 通电时间 电流 焦耳定律 (1)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。  (2)公式:　Q=I2Rt　  Q：热量 单位是 J I：电流 单位是 A R：导体电阻 单位是 Ω t：通电时间 单位是 s　 计算时单位要统一 对于焦耳定律的理解: 1、Q=I2Rt适用于所有电路的计算，但只计算用电器产生的热量 2、Q与W的关系 （1）在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，W=Q。 （2）在非纯电阻电路中，电能除了转化为内能之外，还会转化成其他形式的能量，W > Q。 W=Q=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt 非纯电阻电路：W＞Q (W=UIt=Pt=W其他＋Q) 习题练习 例题1(2022·山东聊城)如图是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是(　　) A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少 B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同 C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小 D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同 D 例题2下列电路中,已知R1,R2为加热电阻,电源电压相等,且R1<R2,则在相同的时间内,整个电路产生的电热最少的是( ) B 例题3一台电动机的接在220V的电路中，其电阻是1Ω，正常工作时通过的电流为5A，若工作1min，求电流通过电动机产生的热量和所做的功？若不计其他能量损失，其输出的机械能为多少？ 解析： W机=W-Q=6.6×103J-1.5×103J=5.1×103J 课堂小结 电流的热效应 影响因素 焦耳定律 探究方法：控制变量法、转换法 影响因素：电流、电阻、通电时间 公式：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。 $$