第三节 电流的热效应（教学课件）物理北师大版2024九年级全一册

该初中物理课件聚焦“电流的热效应”核心内容，从生活中用电器发热现象导入，通过定义阐释、实验探究（控制变量法，用U型管液面高度差比较热量）分析影响因素，进而总结焦耳定律及公式（普适与纯电阻电路适用），结合纯电阻与非纯电阻电路对比表格深化理解，构建“现象-探究-规律-应用”的完整学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过“提出问题-猜想假设-实验设计”培养学生科学探究能力，借助对比表格和公式推导发展科学思维中的模型建构与推理，结合电热器利用、散热设计等实例强化能量观念。学生能提升实验与应用能力，教师可直接利用结构化典例、分层训练及实践作业，高效落实教学目标。

高 效 课 堂 13.3 电流的热效应 【九年级全一册·北师大版2024】 【第十三章 电功和电功率】 千图网千图网 目录 1 【 学习目标】 2 【 新知探究】 3 【 课堂小结】 4 【 提升训练】 5 【课后作业】 2 学习目标 学习目标 新知探究 课堂小结 提升训练 1 课后作业 01 理解电流热效应，掌握焦耳定律，区分纯电阻与非纯电阻电路的能量变化 物理观念 1 02 科学思维 运用控制变量法分析影响因素，通过实验数据归纳定量关系 03 科学探究 设计并完成探究实验，分析数据得出结论，体会科学方法 04 科学态度与责任 认识热效应的利弊，树立安全用电、节能意识，了解科学家探究历程 学习目标 学习目标 新知探究 课堂小结 提升训练 1 课后作业 教学重点 教学难点 焦耳定律的内容、公式及应用 实验探究的设计与分析，焦耳定律的推导及适用条件 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 情境导入 电暖器 电烤箱 电热水壶 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象发生。 这些用电器工作时都会发热，热量从哪里来？为什么电热丝发热多，导线发热少？ 5 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 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。 定义： 电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关？ 热的发红 几乎不发热 6 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 实验：探究影响电流热效应的因素 1.提出问题： 电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关？ 2.猜想与假设： 可能跟导体的电流、电阻、通电时间有关。 3.实验设计： 我们可以给电阻丝通电，并加热空气，通过U型管液面高度差比较电流产生的热量 7 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 探究一：通电导体产生的热量与通电时间的关系 条件 1 相同： 等量空气、电流I、电阻R 改变： 通电时间t 8 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 探究一：通电导体产生的热量与通电时间的关系 结论一 2 在电阻与电流相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。 9 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 探究二：通电导体产生的热量与电阻大小的关系 条件 1 等量空气、电流I、通电时间t 改变： 电阻R 电路图 2 相同： 10 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 探究二：通电导体产生的热量与电阻大小的关系 结论二 3 在电流与通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。 11 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 探究三：通电导体产生的热量与电流大小的关系 条件 1 相同： 等量空气、电阻R、通电时间t 改变： 电流I 电路图 2 怎样改变电流？ 哪个电阻放进容器中加热？ 思考： 12 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 探究三：通电导体产生的热量与电流大小的关系 结论三 3 在电阻与通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。 13 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 练习 【典例1】下列电器中，利用电流热效应工作的是（    ） A．电风扇 B．电暖气 C．电视机 D．电动汽车 B 14 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 练习 【典例2】如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（　　） A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关 B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等 C．通电后，A管的液面将会比B管的液面高 D．通电后，电阻R1、R2的电功率之比为2:1 C 15 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电流的热效应 练习 【典例3】在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。 (1)如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，通过观察两个U形管中 的变化反映密闭空气温度的变化； (2)甲图所示的装置是用来研究电流通过导体产生的热量与 的关系； (3)若想利用乙图继续完成接下来的实验探究，则电阻B的阻值为 Ω。 高度差 电阻 5 16 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 焦耳定律 内容 1 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。这个规律叫做焦耳定律。 公式 2 Q=I2Rt 热量（Q）的单位：焦耳（J）; 电流（I）的单位：安培（A）； 电阻（R）的单位：欧姆（Ω）； 时间（t）的单位：秒（s）。 1J=1A2·Ω·s 适用于任何用电器的热量计算 17 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 焦耳定律 推导公式 3 依据U=IR Q=UIt 依据I=U/R 适用于纯电阻电路 纯电阻电路：电能全部转化为内能的电路（Q=W），且I=U/R，如电暖器，电饭锅，电炉子等。 18 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 焦耳定律 电能与电热的关系 纯电阻电路 非纯电阻电路 能量转化 电流表达式 原因 消耗电能 电流生热 电能与电热 实例 电能→内能 电能→其他形式能+内能 I= I≠ 只有电阻阻碍电流 还有其他阻碍因素（高中） W=UIt=I2Rt= W=UIt Q=I2Rt=UIt= Q=I2Rt W=Q W＞Q 电熨斗、白炽灯、电饭煲、电炉、实验室电阻等 电风扇、转动的电机、电视、电脑、电池充电等 19 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 焦耳定律 电热的利用 1 电热蚊香器 利用电热孵化器孵小鸡 电热器的优点： 清洁卫生、热效率高，控制方便 电熨斗 电烤箱 20 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 焦耳定律 电热的防止 2 电热危害：绝缘材料迅速老化、损坏，严重的甚至引起火灾，要通风散热。 设法散热 减少产生的热量 笔记本散热孔 散热风扇 电动机散热片 高压输电 21 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 焦耳定律 练习 【典例4】小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知，R1=5Ω，R3=10Ω，若通过R1的电流I1=3A，此过程中（    ） A．为保证实验进行，乙容器中R2的阻值应为10Ω B．流过电阻R2的电流大小为1A C．10s内电流通过电阻R2产生的热量为200J D．电阻R2两端的电压为30V C 22 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 焦耳定律 练习 【典例5】小昭同学家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图（不随温度变化），发热电阻R的阻值为44Ω。分析、计算： (1)电暖器高温挡工作时，开关应处于 位置（选填“1”“2”或“3”）； (2)低温挡正常工作的功率 ； (3)低温挡工作100s产生的热量 。 3 550W 5.5×104J 23 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 拓展阅读 焦耳与焦耳定律 英国物理学家焦耳经过多次反复验证后，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。这就是著名的焦耳定律。 在焦耳得出这一结论后不久，楞次也独立发现了同样的定律，所以焦耳定律又被称为焦耳-楞次定律 。 英国物理学家 焦耳定律 焦耳 24 课堂小结 课堂小结 新课讲授 核心素养 提升训练 3 课后作业 本节课你学到了什么？ 25 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 1 . 如图甲所示为某同学设计的一电子温度计的电路原理图。电源电压恒为6V，电压表量程为，是定值电阻，是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，电压表示数为2V。下列选项正确的是（　　） A．电阻的阻值为 B．在电路正常工作时，此电子温度计能测量的最高温度为 C．在不改变电表的条件下，通过增大电源电压可以增大电子温度计的测温范围 D．将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，通电5分钟，产生的热量为20J B 26 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 2. 如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙 C 27 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 3.图示电路中，U=6V，R1=6Ω，R2=8Ω。当S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.6A，当S1断开，S2闭合时，6s内电流通过产生的热量是 J. 12 28 4.物理学家焦耳最先通过实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，他的名字被命名为功和能量的单位。小明在学习相关知识后，想自己动手探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，于是设计了如图甲所示的电路进行实验。       (1)请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路。 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 29 4.(2)小明采用了两个完全相同的烧瓶，烧瓶中分别装有质量、初温相等的煤油，且电阻丝阻值R1<R2，小明连接好电路后闭合开关一段时间，记录两个温度计的示数，他设计该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 (3)闭合开关，经过一定的时间后，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，则Δt1 Δt2（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 电阻 小于 30 5.如图所示的电路，电源电压不变，电阻R1的阻值为10Ω，当开关S闭合时，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.2A。求： (1)电阻R2的阻值； (2)电源的电压； (3)通电5min，电阻R1产生的热量。 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 31 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 解：（1）由图可知，闭合开关，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；由欧姆定律可知，电阻R2的阻值： （2）由欧姆定律可知，R1两端的电压： U1=IR1=0.2A×10Ω=2V 根据串联电路的特点可知，电源电压： U=U1+U2=2V+3V=5V （3）通电5min，电阻R1产生的热量： 32 课后作业 课后作业 新知探究 学习目标 课堂小结 5 提升训练 拓展作业 设计电子设备散热方案，用焦耳定律分析 课后 作业 习题作业 完成课本“自我检测”剩余题目 实践作业 观察家电参数，计算产热并分析散热设计 33 物 究 其 理 物理融生活，留心皆新知 感谢聆听！ 34 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.46.101 $$