第13章 第3节 电流的热效应-【木牍中考】2026-2027学年九年级上册物理同步教学优质课件（北师大版·新教材）

13.3 电流的热效应 ※ 建议使用WPS2019以上版本打开 木牍中考-教学设计中心 制作 物理 BS 九年级上册 目 录 导入新课 01 讲授新课 02 习题解析 03 课堂小结 04 电暖器可以提升房间内的温度 电烤箱可以将食物烤熟 电热水壶可以将冷水煮沸 导入新课 电流的热效应 电流的热效应 概念： 电流通过导体时会产生热量，将电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应 对电流热效应的理解： 1. 任何电阻不为零的导体都会发生电流的热效应现象； 2. 利用电流的热效应的用电器叫做电热器； 3. 电流的热效应的实质： 内能 电能 转化 讲授新课 电流的热效应 实验探究 探究影响电流热效应的因素 电热水壶刚通电时，水并不能立即沸腾，而需要一定时间。 请结合生活实践，分析以下场景中，影响电流热效应的因素。 【问题与猜想】 电热水壶通电后，电热丝和导线通过的电流、通电时间相同。电热丝产生的热量可以把水烧开，而导线产生的热量却很少。 电热毯的“高档”和“低档”明明采用同样的电阻丝，但“高档”产生的热量更多。 通电时间的长短 电阻的大小 电流的大小 讲授新课 电流的热效应 实验探究 探究影响电流热效应的因素 【制定方案】 利用电热丝加热质量相同的同种液体，通过液体温度升高的情况，判断通电导体产生热量的多少。 (1) 用一根电热丝给一定质量的液体加热，在保持通电电流相同的情况下，探究通电导体通电产生的热量与电阻大小的关系。 (2) 选择两根阻值不同的电热丝，在相同的时间内通过大小相同的电流，探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系。 讲授新课 电流的热效应 实验探究 探究影响电流热效应的因素 【制定方案】 利用电热丝加热质量相同的同种液体，通过液体温度升高的情况，判断通电导体产生热量的多少。 (3) 选择两根阻值相同的电热丝，在相同的时间内通过大小不同的电流，探究通电导体产生的热量与电流大小的关系。 讲授新课 电流的热效应 实验探究 探究影响电流热效应的因素 【收集证据】 本实验需要测量哪些物理量？实验中应该注意什么？设计表格，进行实验并记录实验数据。 实验序号 电阻大小R / Ω 电流大小I / A 通电时长t / s 液体温度T / ℃ 1 2 3 4 讲授新课 电流的热效应 实验探究 探究影响电流热效应的因素 【收集证据】 讲授新课 电流的热效应 实验探究 探究影响电流热效应的因素 【分析与论证】 根据实验数据，分析实验结果，得出结论。 在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，液体温度升高得越_____，表明电流产生的热量越_____。 在电流大小和通电时间相同的条件下，电热丝的阻值越大，液体的温度升高得越_____，表明电流产生的热量越_____。 在电热丝阻值和通电时间相同的条件下，通过电热丝的电流越大，液体的温度升高得越_____，表明电流产生的热量越_____。 快 多 快 多 快 多 讲授新课 电流的热效应 实验探究 探究影响电流热效应的因素 【交流与反思】 1. 本实验中采用了哪些实验方法？ 答：本实验采用了控制变量法和转换法。 2. 在进行探究电流热效应与电阻大小的关系的实验时，为什么要将两个电阻丝串联在一起？ 答：本实验采用控制变量法，在进行探究电流热效应与电阻大小的关系的实验时需要控制通电时间和电流相同，串联电路中电流处处相等，可以控制电流大小始终相等。 讲授新课 焦耳定律 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 = I2Rt Q：热量 单位：焦耳（J） I：电流 单位：安培（A） R：电阻 单位：欧姆（Ω） t：时间 单位：秒（s） 讲授新课 焦耳定律 焦耳定律的应用 … 电热蚊香器 电熨斗 孵化器 电烤箱 烘干箱 … 讲授新课 焦耳定律 焦耳定律的防止 常见用电器，如电视机、计算机、电风扇等，在工作过程中都不可避免地会发热。这也是电流热效应的表现。 既会浪费能源，又可能导致用电器因温度过高而被烧毁 很多用电器采用设置散热孔、散热片或在发热部位安装散热风扇等方法散热。 笔记本电脑 散热孔 散热片 散热风扇 讲授新课 焦耳定律 焦耳定律的应用与防止 除了上述电流热效应的应用以及防止电流热效应产生危害的案例，你还能举出哪些相关实例？与同学交流对电流热效应的看法。 答：对电流热效应的利用：电饭煲、电吹风、白炽灯（利用电流的热效应使钨丝的温度高于2000℃并发出白光）、保险丝等。 防止电流热效应产生危害：空调插头线比其他电器插头线更粗一些；电脑使用硅脂辅助散热；手机、电脑的外置散热器等。 讲授新课 焦耳定律 焦耳定律的应用与防止 用电热水壶烧水和用燃气灶烧水相比，从能量利用、环保以及经济的角度考虑，哪种方法更好？请你查阅相关资料，与同学交流讨论后对你的判断给出合理解释。 讲授新课 焦耳定律 电流热效率的计算 例 如图为家庭常用电水壶。其规格参数如图表。回答下列问题。（电水壶内气压始终为一标准大气压） (1)装满初温为20℃水通电一段时间，水刚好沸腾。在此过程中，水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] (2)电水壶正常工作，将水烧开一共用了8min，则电水壶的热效率多大？ 型号 MK-GJ1702 容量 1.5L 额定功率 1200W 额定电压 220V 产品净重 1.55kg 讲授新课 焦耳定律 解：（1）水的质量 m水 = ρ水V = 1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3 = 1.5kg 水吸收的热量 Q水 = c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×80℃=5.04×105J （2）电水壶在额定功率下正常工作，因此实际消耗的电能 W = Pt = 1200W×（8min×60s/min）= 5.76×105J 电热水壶的热效率 答：水吸收的热量为5.04×105J，电热水壶的热效率为87.5%。 电流热效率的计算 讲授新课 焦耳定律 练习 小明家常用两种方式烧开水，相关参数如下表所示：小明要将2kg的水加热升高70℃。已知天然气的热值取4.0×107J/m3，水的比热容取4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)水吸收的热量； (2)若用电水壶烧水，需消耗多少kW·h电能（结果保留2位小数）？ (3)若用燃气灶烧水消耗天然气0.02m3，求该燃气灶的热效率； (4)试通过计算分析哪种烧水方式更经济省钱。 项目 燃气灶 电水壶 效率 ？% 84% 每小时能耗 0.03m3 2kW·h 耗能 费用 3.6元/m3 0.56元/(kW·h) 电流热效率的计算 讲授新课 焦耳定律 解：（1）水吸收的热量 Q吸 = cmΔt = 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×70℃ = 5.88×105J （2）需消耗的电能 （3）天然气完全燃烧放出的热量 Q放= qV = 4.0×107J/m3 × 0.02m3 = 8.0×105J 该燃气灶的热效率 电流热效率的计算 讲授新课 （接上页） （4）电水壶费用 Y电 = 0.19kW·h×0.56元/(kW·h) = 0.1064元 燃气灶费用 Y灶 = 0.02m3×3.6元/m3 = 0.072元 0.072元＜0.1064元，故燃气灶更省钱。 焦耳定律 电流热效率的计算 讲授新课 焦耳与焦耳定律 讲授新课 1. 如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。 （1）甲、乙、丙三个相同的透明容器中密封着质量相等的空气。实验中通过比较 U 形管内 来反映导体产生热量的多少，这里用到的实验方法是 法。 液面的高度差（或液面的高度变化） 转换 习题解析 1. 如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。 （2）探究导体产生的热量与电流大小的关系时，应选用图中_______两容器及相连的 U 形管比较；探究导体产生的热量与电阻大小的关系时，应选用图中 两容器及相连的 U 形管比较。 乙、丙 甲、乙 习题解析 1. 如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。 （3）通电一段时间后，与 （选填“甲”“乙”“丙”）容器相连的U形管中的实验现象最明显。 甲 习题解析 2. 下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 D 3. 如图是“探究通电导体产生的热量与_______大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为_____J。 电流 12 习题解析 4. 如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V  12W”字样，发热电阻R1的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时R2的电压为3V，则电源电压为___________V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为___________J。 15 4050 习题解析 5. 某品牌家用吸尘器及其铭牌如图所示，正常工作10秒时间内电动机做总功为 J，若电动机线圈电阻为10Ω，10秒时间内电动机线圈发热量是 J。 11000 2500 习题解析 电流的热效应 电流的热效应 电流的热效应 焦耳定律 学生实验 探究影响电流热效应的因素 焦耳定律的内容、公式 电流热效率的计算 电流通过导体产生的热量跟电阻、电流、通电时间有关 焦耳定律的应用与防止 课堂小结 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $