13.3电流的热效应 课件 2025-2026学年物理北师大版九年级上册

第十三章 电功和电功率 第三节 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 北师版-物理-九年级上册 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、通电时间的定性关系。 2.通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。 3.知道电流热效应的应用和危害防止的实例。 【重点】实验探究电流产生的热量与哪些因素有关。 【难点】理解焦耳定律。 新课导入 如图所示，电暖器可以提升房间内的温度，电烤箱可以将面包等食物烤熟，电热水壶可以将冷水煮沸。电视机、电灯等用电器工作时也会发热。这些用电器释放的热量从何而来？用电器释放热量的多少手否有规律可循？ 新知探究 知识点一 电流的热效应 电流通过导体时会产生热量，将电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。 4 新知探究 实验探究 提出问题 电流通过导体所产生的热量多少与哪些因素有关？ 合理猜想 阻值大小 电流大小 通电时间 我们可以给电阻丝通电，并加热水，通过温度计示数的变化比较电流产生的热量。 设计实验 知识点一 电流的热效应 5 新知探究 探究方法 控制变量法 探究通电导体产生热量与电阻的关系，需要控制电流和通电时间相同。 探究通电导体产生热量与电流的关系，需要控制电阻和通电时间相同。 探究通电导体产生热量与通电时间的关系，需要控制电阻和电流相同。 知识点一 电流的热效应 6 新知探究 实验过程 实验——探究影响电流热效应的因素 选择两个阻值不同的电热丝，在相同的时间内通过大小相同的电流，比较使质量相同的同种液体温度升高的情况，判断哪个电热丝产生的热量多。 知识点一 电流的热效应 7 新知探究 知识点一 电流的热效应 实验过程 实验——探究影响电流热效应的因素 选择两个阻值相同的电热丝，在相同的时间内通过大小不同的电流，比较使质量相同的同种液体温度升高的情况，判断哪个电热丝产生的热量多。 8 新知探究 知识点一 电流的热效应 探究电流的热效应与那些因素有关 9 新知探究 知识点一 电流的热效应 记录数据 实验序号 1 2 3 电流I/A 通电时间t/s 电阻R/Ω 温度变化T/℃ 热量多少（多/少） 10 新知探究 知识点一 电流的热效应 整理数据得出结论： （1）在电流大小和通电时间相同的条件下，容器内电热丝的阻值越大，液体温度升高得越________; （2）在电热丝阻值和通电时间相同的条件下，通过容器内电热丝的电流越大，液体温度升高得越________; （3）在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，容器内的液体温度升高得越________。 高 高 高 11 新知探究 知识点二 焦耳定律 实验表明：导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流的热效应就越显著。 焦 耳 英国物理学家焦耳做了大量实验后，最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。 12 新知探究 知识点二 焦耳定律 内容：电流通过导体时产生的热量，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。 公式：Q = I2R t 其中Q表示热量，单位焦（J），I的单位用安（A），R的单位用欧姆（Ω），t的单位用秒（s）。 13 新知探究 知识点二 焦耳定律 是不是所有的电路电流做的功都等于产生的热量呢？ 思考 1.若电能全部转化为内能： 电功全部用来产生热量，如电暖器，电饭锅，电炉子等。 则其产生的热量： Q = W = UIt = I 2Rt 。 2.若电能部分转化为内能： 电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如： 电流通过电动机时，则：Q＜W (W=W外+Q )。 注意：焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。 14 新知探究 知识点二 焦耳定律 电流热效应的应用 电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用。下图是我们常见的家用电热器，它们都是利用电流的热效应工作的。在科研、生产中，孵化器、电烤箱、烘干机等也应用了电流的热效应。 电热驱蚊器 电熨斗 电饭煲 电取暖器 15 新知探究 知识点二 焦耳定律 电流热效应的危害 16 课堂小结 一、电流的磁效应 电流通过导体时会产生热量，将电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。 二、焦耳定律 内容：电流通过导体时产生的热量，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。 公式：Q = I 2Rt 。 单位：焦耳（J）。 课堂训练 1.额定功率相同的电风扇、笔记本电脑、电烙铁、空气净化器正常工作时，在相同的时间内，电流通过它们产生热量最多的是（ ） A.电风扇 B.笔记本电脑 C.电烙铁 D.空气净化器 C 课堂训练 2.一个电热杯的额定电压为220V，其额定功率为300W。此电热杯正常工作时，2s内消耗的电能是多少？1min内产生的热量是多少？ 解:电热杯正常工作时，2s内消耗的电能： W=Pt=300W×2s=600J； 1min内产生的热量： Q =W =Pt ′=300W×60s=1.8×104J。 课堂训练 3.在研究电流通过电热丝产生的热量与哪些因素有关的实验中，某探究小组采用了如图13.3-5所示的实验装置，将导线A、B分别接在电源两端，密封在塑料盒中的电热丝对盒中的空气加热。若电热丝阻值保持不变，密封塑料盒吸热及其体积的变化均可忽略不计，则可通过U形管中液柱高度的变化，判断盒中空气被加热的情况，从而可知电流通过电热丝产生热量的多少。 课堂训练 3. 实验中，小组同学取了四套这样的装置，将它们按图13.3-6甲、乙所示的情景进行组装，其中只是电热丝的阻值有所不同（均已标在图中），其他方面均完全相同。初始时各U形管两侧的液柱高度均相同，在乙图右侧塑料盒外并联了一个阻值为5Ω的电热丝，将导线A、B分别接在电源两端进行实验。 （1）甲实验是为了研究电流产生的热量与哪个因素的关系？通电一段时间后，左右两个U形管哪个液面高度差较大？ 甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系。通电一段时间后，右侧U形管的液面高度差较大。 课堂训练 3. 实验中，小组同学取了四套这样的装置，将它们按图13.3-6甲、乙所示的情景进行组装，其中只是电热丝的阻值有所不同（均已标在图中），其他方面均完全相同。初始时各U形管两侧的液柱高度均相同，在乙图右侧塑料盒外并联了一个阻值为5Ω的电热丝，将导线A、B分别接在电源两端进行实验。 （2）乙实验是为了研究电流产生的热量与哪个因素的关系？通电一段时间后左右两个U形管哪个液面高度差较大？ 乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系。通电一段时间后，左侧U形管的液面高度差较大。 课堂训练 4.生活中我们经常会用到有很多电源插口的插座（图13.3-7），认真观察可以发现这些插座也会标明最大电压、最大功率等电学参数。实际使用过程中连接的用电器总功率若超出插座额定功率，就有可能引发火灾事故。请你结合本节学习内容，分析引发这一现象的原因。 答：当连接到插座的用电器总功率超出插座额定功率时，电路中电流过大，根据焦耳定律，电流过大产生过多热量，可能引发火灾。 Lavf58.29.100 $$