13.3　电流的热效应课件---2025-2026学年北师大版（2024）物理九年级全一冊

该初中物理课件聚焦“电流的热效应”，涵盖定义、影响因素、焦耳定律、电热与电功关系及应用与防止。通过生活实例（如电暖器、电热水壶）和问题导入，衔接电功知识，提供实验步骤、公式对比表等学习支架。 特色在于以科学探究为主线，实验设计用控制变量法和转换法，结合焦耳定律公式辨析，强化物理观念与科学思维。应用示例联系电饭锅等生活场景，培养科学态度与责任。助力学生提升探究能力，教师可高效开展教学。

第十三章　电功和电功率 电流的热效应 第三节 1 新知梳理 应用示例 课堂小结 新知梳理 一、电流的热效应 1.定义:电流通过导体时,导体会　　 　,这种现象叫作电流的热效应。  2.实例:电暖器取暖、电烤箱烤食物、电热水壶烧水、电熨斗熨衣服、烘干机烘衣服。 3.能量转化:电能转化为内能。 产生热量 返回目录 3 二、实验探究:影响电流热效应的因素 1.发现问题、提出问题 电热水壶能把水烧开,而与之相连的导线却几乎不发热。电流通过导体时产生热量的多少与电阻有关系吗?电热水壶把水烧开需要一段时间。电流产生热量的多少与通电时间有关系吗?通电导体产生热量的多少与通过它的电流有关系吗? 返回目录 2.猜想与假设:电流通过导体产生的热量可能与　　　　大小、 　　　　大小和通电时间长短有关。  3.设计方案、收集证据 (1)实验目的:探究电流通过导体产生热量的多少跟哪些因素有关。 (2)实验器材:电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器、电阻丝、煤油、温度计等。 电流 电阻 返回目录 (3)实验步骤 ①如图T13-3-1甲所示,在两个烧瓶中密封着等质量的煤油,选择两个阻值不同的电阻丝(R1>R2),将它们串联在电路中;闭合开关,使它们的通电时间相等,观察温度计的示数。 图T13-3-1 返回目录 ②如图乙所示,将两根相同的电阻丝(R3=R4)并联,使两个滑动变阻器分别和两个支路的电阻丝串联,以改变各支路中电流的大小;闭合开关使它们的通电时间相等,观察 温度计的示数。 ③重复步骤①的操作,改变通电时间, 观察温度计的示数。 返回目录 4.得出结论、作出解释 (1)在电流大小和通电时间相同的情况下,　　　　越大,产生的热量　　　　,液体温度升高得　　　　。  (2)在电阻阻值和通电时间相同的情况下,　　　　越大,产生的热量　　　　,液体温度升高得　　　　。  (3)在电流大小和电阻阻值相同的情况下,　　　　　　越长,产生的热量　　　　,液体温度升高得　　　　。  电阻 越多 越高 电流 越多 越高 通电时间 越多 越高 返回目录 5.交流合作、评估反思 (1)实验时,烧瓶中不用水而用煤油,是因为水的比热容较　 　(选填“大”或“小”)。  (2)本实验多次测量的目的:　　　　　　　　　　　 。  大 使实验结论具有普遍性 返回目录 [拓展]本实验还可以加热空气,如图T13-3-2所示,通过观察            　　　　　　　　　 来判断通电导体放出热量的多少。图中的U形管　　　　(选填“是”或“不是”)连通器。  图T13-3-2 U形 管中液面的高度差 不是 返回目录 三、焦耳定律 1.内容:电流通过导体时产生的热量,跟电流的　　　　成正比,跟导体的　　　　成正比,跟　　　　　　成正比。  2.表达式:Q=I2Rt。 平方 电阻 通电时间 返回目录 [注意]计算电功和电热公式的选取 项目 求电功 对象列举 求导体放热 对象列举 普遍适用 W=UIt 　任何元件消耗的电能或电流所做的功,如电热器、灯泡、电热水壶、电动机、电风扇等 Q=I2Rt 　任何元件通电放出的热量,如电热器、灯泡、电热水壶、电动机、电风扇等 W=Pt 返回目录 (续表) 项目 求电功 对象列举 求导体放热 对象列举 纯电 阻电 路 W=I2Rt 　纯电阻电路中用电器消耗的电能或电流通过用电器所做的功,如电热器、电热水壶等 Q=W=UIt 　纯电阻导体放出的热量,如电热器、电热水壶等 Q=W=Pt W=t Q=t   返回目录 四、电热的应用及其危害的防止 1.应用:电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用,如电烤箱、电炉、电热毯、电烘干机等。 2.防止:也有一部分用电器不需要电热,如电风扇、电视机、计算机、洗衣机等,可采用设置散热孔、散热片或在发热部位安装电风扇等方法散热。 返回目录 如图T13-3-3所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,将四根电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的瓶子内,瓶内封闭一定量 的空气,其中图乙中另取阻值为5 Ω 的电阻在瓶外与瓶内电阻并联。 应用示例 类型一 影响电流热效应的因素 例 1 图T13-3-3 返回目录 (1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中　　　　　　　来比较的,应用的物理探究方法是          。  图T13-3-3 液面的高度差 转换法 返回目录 (2)图甲可探究电流产生的热量与　　　　的关系,通电一段时间后,　　　　(选填“左”或“右”)侧瓶子中的电阻产生的热量多。  (3)图乙可探究电流产生的热量与　　　　的关系。  图T13-3-3 电阻 右 电流 返回目录 (4)实验的结论可进一步用公式　　　　　来表达。由公式可知,图乙中左右两侧瓶子中的电阻产生的热量之比为　　　　。  (5)将图乙右侧两个电阻都放入密封瓶中,可探究电流产生的热量和　　　　的关系。  图T13-3-3 Q=I2Rt 4∶1 电阻 返回目录 [实验点拨] 探究影响电流热效应因素的实验中用到了控制变量法和转换法。在探究电流的热效应与电阻的关系时,保证电流、通电时间一定;在探究电流的热效应与电流的关系时,保证电阻、通电时间一定。实验中用U形管中液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少。 返回目录 (2023乐山)如图T13-3-4所示,图甲为某电饭锅的实物图,图乙为其电路原理图,图丙为电饭锅铭牌的主要参数,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1为总开关,S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、 保温两个挡位的变化。将电饭锅接 入电源电压为220 V的电路中,求: 类型二 电热的计算 例 2 图T13-3-4 返回目录 (1)电饭锅处于加热挡时的电流。 额定电压:220 V 加热功率:880 W 保温功率:80 W 丙 [答案]由铭牌参数可知,电饭锅的加热挡功率P加=880 W, 由P=UI可知,电饭锅处于加热挡时的电流: I==4 A。 返回目录 (2)电饭锅处于保温挡时,持续工作10 min,产生的热量是多少焦。 额定电压:220 V 加热功率:880 W 保温功率:80 W 丙 [答案]由P=可知,电饭锅处于保温挡时,持续工作10 min,产生的热量: Q=W=P保t=80 W×10×60 s=4.8×104 J。 返回目录 (3)R1和R2的阻值。 额定电压:220 V 加热功率:880 W 保温功率:80 W 丙 [答案]由图乙可知,当开关S1闭合、S2断开时, R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路的总电阻最大,由P=可知,电路的总功率最小,电饭锅处于保温挡; 当开关S1、S2都闭合时,只有R1工作,电路中的电阻最小,功率最大,电饭锅处于加热挡; 返回目录 由P=可知,R1的阻值:R1==55 Ω; R1、R2串联的总电阻:R==605 Ω, 根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值: R2=R-R1=605 Ω-55 Ω=550 Ω。 额定电压:220 V 加热功率:880 W 保温功率:80 W 丙 返回目录 [易错辨析] 多挡位的实质是利用开关控制接入电路中电阻的大小,从而改变用电器的电功率来实现对挡位的控制。家庭电路中电源电压U=220 V保持不变,根据P=可知:R总越大,P实越小,挡位越低;R总越小,P实越大,挡位越高。 返回目录 小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图T13-3-5所示),内部由加热系统和按摩系统两部分组成,加热系统的加热电阻额定电压220 V,额定功率605 W,求:[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)] (1)小明帮奶奶泡脚时,向足浴盆中加入6 kg、初温为20 ℃的水,加热系统的加热电阻正常工作15 min将水加热到40 ℃,此 加热过程中水吸收的热量是多少?消耗的电能是多少? 类型三 非纯电阻电路计算 例 3 图T13-3-5 返回目录 [答案]水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg×(40 ℃-20 ℃)=5.04×105 J; 加热时间t时=15 min=900 s, 足浴盆加热时消耗的电能: W=P额t时=605 W×900 s=5.445×105 J。 返回目录 (2)当小明家的实际电压是110 V时,加热电阻的实际功率是多少? [答案]加热电阻的阻值:R==80 Ω, 当小明家的实际电压是110 V时,加热电阻的实际功率: P实==151.25 W。 返回目录 (3)足浴盆按摩系统中的电动机的工作电压是12 V,工作电流为 4 A,其电阻为0.5 Ω,电动机工作10 s所产生的机械能是多少焦? [答案]电动机工作10 s消耗的电能: W总=UIt时'=12 V×4 A×10 s=480 J, 电动机工作10 s产生的热量:Q=I2R't时'=(4 A)2×0.5 Ω×10 s=80 J, 电动机工作10 s所产生的机械能:W机=W总-Q=480 J-80 J=400 J。 返回目录 [易混辨析] 混淆实际问题中的电功与电热的原因在于不理解常用的家用电器工作时能的转化情况。电动机工作时,将电能转化为机械能和内能,则有W=W机+Q;其中,电流通过电动机做功:W= UIt,电流通过线圈产生的热量:Q=I2Rt,电动机所做的机械功:W机= W-Q。 返回目录 电流的热效应在生产和生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害。下列事例中属于防止电热危害的是 (　　) A.用电熨斗熨衣服 B.孵化家禽的电热孵蛋机 C.输电线常采用铜线或者铝线作为芯线 D.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次 类型四 电热的利用和防止 例 4 C 返回目录 课堂小结 电流的热效应 定义 焦耳定律的内容及公式 电热与电功的关系 电热的应用及危害的防止 返回目录 32 $$