15.3 电热器 电流的热效应 ---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

震惊！不用刀剪竟然也能切海绵。 ①小帅再次震惊，他爸爸是根据什么判断的呢？ 15.3电热器 电流的热效应 电饭锅 电热水器 电热油汀 电烙铁 活动二：认识电热器 电饭锅、电热水器、电暖气、电烙铁等这些用电器工作时有什么共同特点？ 1、电流的热效应 ：电流通过导体，将____ 能转化为____能，这种现象称为电流的 _________. 电 内 热效应 2. 电热器 主要利用______________工作的装置称为电热器。 电流热效应 现象：电炉接入电路中时，电炉和电线中流过相同的电 流，为什么电炉丝热得发红，而导线几乎不发热。 活动三：探究影响电流热效应的因素 15.2 探究影响电流热效应的因素 活 动 提出问题 电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关？ 2、根据现象进行猜测 现象一：电炉丝只有通电才能发热。 猜想一：电热器产生的热量同_________有关 现象二：给水加热时，通电时间越长，水的温度越高。 猜想二：电热器产生的热量同______________ 有关。 现象三：电炉丝和导线通过电流相同，电炉丝的材料是镍铬合 金丝，导线材料是铜。 猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的__________有关。 猜想与假设 电流 I 通电时间 t 电阻R 控制变量法 1. 如何比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制? 2. 如何比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制? 3. 如何比较通电时间对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制? 设计实验 1.研究电阻丝产生热量与电阻的关系 （1）要研究电流通过电阻丝产生热量与电阻的关系应采用__________法进行实验，控制 _________和______________相同，________ 不同。 （2）可以选用两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们_______接入电路，通电一段时间。 控制变量 电流 I 通电时间 t 电阻R 串联 设计实验 2.研究电阻丝产生热量与电流的关系 （1）要研究电流通过电阻丝产生热量与电流的关系应采用__________法进行实验，控制 _____________和________相同，________ 不同。 控制变量 电阻R 电流 I 通电时间 t 3.研究电阻丝产生热量与通电时间的关 （1）要研究电流通过电阻丝产生热量与通电时间的关系应采用__________法进行实验，控制 _________和_________相同，____________ 不同。 控制变量 电流 I 电阻R 通电时间 t 设计实验 ①实验装置 Ⅰ. 两个透明的容器内部密闭着等量的空气； 容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起。 Ⅱ. 两个容器内部的空气与U形管一端相连通。 ②实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量使容器中空气的温度升高、体积膨胀，U形管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。 电流产生的热量越多，液面的高度差越大。 ⊿h 电流产生的 热量（Q放） 转换 液面的 高度差（∆h） 转换法 ③实验电路、器材如下所示： 1. 电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？ 进行实验 ①将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电（提供的电流大且稳定）。 ②分析实验现象，归纳结论 电阻（欧） 5 10 Δh 结论 1. 电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？ ⊿h2 ⊿h1 在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越_____，电流产生的热量越_____。 大 多 ①使两个密闭容器内部的电阻一样大，在右边容器的外部， 将一个阻值相同的电阻R3和这个容器内的电阻并联； 由于R3的分流作用，因此通过两个容器中 电阻的电流不同。 2. 电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？ 外部 R3 I=2I1 I I1 R1=5Ω I A R=5Ω R3=5Ω I1 进行实验 I>I1 I>I1 I>I1 I>I1 ②分析实验现象，归纳结论 ⊿h ⊿h1 电流 I 较大 I1较小 结论 ⊿h R1=5Ω I A R=5Ω R3=5Ω I1 I>I1 I>I1 I>I1 2. 电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？ 在电阻和通电时间相同的条件下, 电流越_____，电流产生的热量越_____。 大 多 3. 电流通过导体时产生的热量与时间的关系 结论 ①将一根电阻丝接入电路中，控制通电电流不变、电阻大小不变，改变通电时间，观察U形管液面的高度差。 ⊿h 在通电电流和电阻相同的条件下， 通电时间越____，电流产生的热量越_____. 长 多 实验结论 由上述实验可知，影响通电导体产生热量的因素有：__________、______________、_____________。 电流 导体的电阻 通电时间 三、电流产生热量的表达式 1. 焦耳定律 英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。 ①焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量（Q）跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 ②公式： Q = I2Rt  I 表示电流，单位是安培（A） R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） t 表示通电时间，单位是秒（s） Q 表示热量，单位是焦耳（ J ） ③单位： 1J=1A2·Ω·s ②公式： Q = I2Rt  一个电热器的电阻丝的阻值为5Ω，正常工作时的电流为 2 A，工作10s放出的热量为多少J？ 课堂练习 解释：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？ 因为电阻丝与导线串联，电流与通电时间相等，但是电阻丝的电阻远大于电线的电阻，根据焦耳定律Q=I 2Rt 可知，在相同时间内，电阻丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以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。 Lavf57.62.100 $$