九年级物理全册 第十三章 第四节 电流的热效应课件 （新版）北师大版

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1、四 电流的热效应,体验 电流的热效应 活动:在电饭锅内装入等质量的初温相同的水,加热。观察电饭 锅中的水及其导线的发热情况。 活动1:加热两分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线 感受其温度。 活动2:加热五分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线 感受其温度。 活动3:加热十分钟,用温度计测量锅内水的温度,并用手摸导线 感受其温度。,(1)对比三次活动中温度计示数的变化,可看出,随着通电时间 的加长,锅内水的温度越来越 (选填“高”或 “低”)。 (2)对比在相同时间内,电饭锅和导线的温度,可看出,在相同时 间内, 产的热多。 提示:(1)高 (2)电饭锅,1.电流的热效应与哪些因

2、素有关? 2.焦耳定律内容和公式分别是什么? 3.电流热效应有哪些应用和危害?,探究1 电流热效应与哪些因素有关 结合“体验”,思考以下问题, 1.电流的热效应:通过“体验”可知,电流通过导体时,将 能转化为 能,导体发热。这种现象即 为电流的热效应。 提示:电流的热效应是指电流通过导体时,将电能转化成热(内) 能。 参考答案:电 热(内),2.猜想与假设:通过体验和日常现象,电流的热效应与_、 、 有关。 提示:由体验可看出,通电时间越长,产热越多;电阻越大,产热 越多,故导体的产热多少与通电时间和电阻大小有关。根据生 活现象,一般通过导体的电压越大,它的电流越大,导体发热也 越多,故还可以

3、猜想电流的热效应与通过导体的电流有关。 参考答案:通电时间 电阻大小 电流,3.实验方法: 和 。 提示:导体产热与多个因素有关,为了保证探究的准确性,应采 用控制变量法。由体验可知,导体产热的多少是通过用温度计 测量水的温度变化看出来的,所以还用到转换法。 参考答案:控制变量法 转换法,4.测量器材:实验中为了明显观察到导体产热的变化,所以应选 用的液体是 ;为了方便研究产热多少与电流大小 的关系,还应选用的器材是 。 提示:液体的比热容越小,吸收相同的热量,温度升高得越明显; 在电压一定时,电阻越大,电流越小,所以为了方便改变电流大 小,可选用滑动变阻器接入电路。 参考答案:煤油 滑动变阻

4、器,5.实验设计及分析: (1)探究电流热效应与电阻的关系 思路:需控制 、 不变,改 变 。 参考答案:电流 通电时间 电阻,根据探究目的连接电路(R1R2)。,提示:根据探究思路可知,需控制电流和通电时间相同,故需要 使两个电热丝串联,且保证两个电热丝的材料不同,才能改变电 热丝的电阻。 参考答案:如图所示,总结结论:实验中发现,B瓶中的温度上升明显,由此得出结 论_。 提示:两个电阻串联,通过两个电阻的电流相等,在相等的时间 内,电阻大的电热丝放出的热量多,说明电流产生的热量跟电阻 有关。 参考答案:电流通过导体产生的热量跟电阻有关,电阻越大产生 的热量越多,(2)探究电流热效应与电流的

5、关系 思路:需控制 、 不变,改变 。 参考答案:电阻 通电时间 电流,根据探究目的连接电路(R3=R4),提示:根据探究思路,要探究电流热效应与电流的关系,需控制 电阻和通电时间相同,改变电流,故需要利用两个相同的电阻丝, 为了使通过的电流不同,故需要用两个滑动变阻器与两个电热 丝分别串联,再将其并联在电路中。,参考答案:如图所示,总结结论:实验中发现,B瓶中的温度上升明显,由此得出结 论 。 提示:调节滑动变阻器,使滑动变阻器的电阻不同,电流不同,加 热相同的时间,发现电流大的煤油温度升高得多,说明产生的热 量跟电流有关。 参考答案:电流通过导体产生的热量跟电流有关,电流越大产生 的热量越

6、多,(3)探究电流热效应与通电时间的关系 思路:需控制 、 不变,改变 。 参考答案:电阻 电流 通电时间,总结结论:实验中发现,通电时间越长,瓶中的温度上升得越 高,说明了 。 提示:同一个瓶中的电阻不变,通过电阻的电流不变,通电时间 越长,温度计示数变化越大,表明电流通过导体产生的热量跟通 电时间有关。 参考答案:电流通过导体产生的热量跟通电时间有关,通电时间 越长,产生的热量越多,6.交流与评估: (1)在实验中,滑动变阻器的作用是: _; _。 提示:把滑动变阻器接入电路,增大了电路中的电阻,可以限制 电路中的电流,有保护电路的作用;另外,选用两个阻值相同的 电阻,各串联一个滑动变阻器

7、,通过调节滑动变阻器的阻值,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,判断电阻产生热量的多少。 参考答案:保护电路 改变电阻中的电流,(2)实验中为什么选用煤油而不是水? 提示:由于煤油的比热容比水的比热容小,吸收相同的热量后, 煤油升高的温度高,实验现象明显。 参考答案:煤油的温度变化明显,探究2 焦耳定律及其应用 1.根据电流热效应的影响因素,可知电流通过导体产生的热量 跟 有关,在焦耳经过大量的实验后,得出电流 通过导体产生的热量跟 成正比,跟 成 正比,跟 成正比。用公式可以表示 为 参考答案:电流、导体的电阻、通电时间 电流的平方 电阻 通电时间

8、Q=I2Rt,2.根据焦耳定律及欧姆定律，在纯电阻电路中，如何用电压或 电功率求解？ 参考答案：,3.焦耳定律的适用范围是_。 提示：焦耳定律是一个实验定律，它可以针对任何导体，它的 适用范围很广。只要遇到电流热效应的问题，都可以使用焦耳 定律。 参考答案：所有电路,探究3 电热的利用和防止 1.根据电流做功的实质分析电热的利用及电热器的优缺点? 参考答案:电热的利用:电热器是利用电来加热的设备。电流通 过导体,导体就要发热,电热器就是利用这种现象制成的。电热 器工作过程中,消耗的电能转化成热。电热器的主要工作部分 是发热体,它是用电阻大、熔点高的金属电阻线绕在绝缘材料 上制作的。 电热器优点

9、:清洁、无污染、热效率高,且便于控制和调节。有 时也有不利的作用:如果损坏用电设备,容易发生火灾等。,2.根据电流的热效应分析为什么要防止电热的危害? 参考答案:防止电热的危害:用电器中通过电流时产生的热会使 导体的温度升高,使用电器不能正常工作,并且使绝缘材料迅速 老化,造成危害。因此,在制作和使用电器时要采取有效措施进 行散热,以防止电热造成的危害。例如,电视机和电脑的散热窗 都是为了防止电热的危害。,一、电流的热效应 1.定义:电流通过导体时,导体会_的现象。 2.影响因素:电流、通电时间、电阻。 (1)在电流和通电时间相同时,电阻_,产生的热量就越多。 (2)在电阻和通电时间相同时,通

10、过电阻的电流_,产生的热 量越多。 (3)在电阻和电流相同时,通电时间_,产生的热量越多。,发热,越大,越大,越长,二、焦耳定律 1.内容:电流通过导体时产生的热量跟_成正比,跟 导体的电阻成_,跟通电时间成_。 2.公式:_。 3.单位:Q-J,I-A,R-,t-s。 4.变形公式: (1)求电流: (2)求电阻: (3)求通电时间:,电流的平方,正比,正比,Q=I2Rt,三、电流热效应的利用、危害及防止 1.利用: (1)家用电热器:_、_、_。 (2)生产用电热器:_、_、_。 2.危害及防止:为避免用电器因_而被烧毁,可采用设置 _、_或在发热部位安装_等方法散热。,电熨斗,电取暖器,

11、电饭煲,孵化器,电烤箱,烘干机,升温,散热孔,散热片,电风扇,考点1 电流热效应与哪些因素有关 【典例1】小明利 用如图所示的实验装置探究“导体产 生的热量与电阻大小的关系”。甲、 乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤 油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬 合金丝的电阻小。,(1)实验中煤油吸热的多少是通过 来反映的(选填“温 度计示数”或“加热时间”)。 (2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而 不用水做实验,是因为煤油的比热容 (选填“大于”或 “小于”)水的比热容。 (3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出 的实验结论是_。 (4)该实验中用到的研究物理问题的

12、方法是_ _。,【思路导引】,【精讲精析】本题考查导体产生的热量与电阻大小关系的实验 探究。(1)实验前,甲、乙中的煤油温度相同,在实验过程中,两 电热丝放热,煤油吸热,温度升高,故煤油吸热的多少是通过温 度计的示数来反映的。(2)在吸收相等热量和等质量的情况下, 因煤油的比热容小于水的比热容,根据Q吸=cmt可知煤油升温 比水显著,实验效果明显。(3)由题图可知,两电热丝串联,通过 的电流及通电时间相等,乙瓶中的温度计示数升高得快,说明乙 瓶中电阻较大的镍铬合金丝放热多,故可得出结论:在电流和通 电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多。,(4)在该实验中,两电热丝放热的多少,通过煤油升温的

13、高低来 反映,这是转换法;两电热丝串联,控制电流及通电时间相等, 而电阻大小不同,这是控制变量法。 答案:(1)温度计示数 (2)小于 (3)在电流和通电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多 (4)控制变量法或转换法(填对一个即可),【方法归纳】利用转化法和控制变量法 (1)转化法:通过温度计变化的示数判断放出热量的多少。 (2)控制变量法: 探究与电流的关系:需要用到滑动变阻器和两个相同的电热 丝,且要并联连接。 探究与电阻的关系:将两个不同的电热丝串联连接。 探究与通电时间的关系:用同一个电路,改变加热时间。,考点2 电热的计算 【典例2】武汉市某小学的学生发明的电热 课椅获得了国家专利

14、。有一种电热课椅主要由坐垫和脚踏组 成,它的电路示意图如下。坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别 为260、150,脚踏内的电热丝R3的阻值为400。闭合开 关S1,调节开关S2,可以使脚踏分别处于“低温挡”“中温挡” 和“高温挡”。(不考虑温度的变化对电阻的影响),(1)该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦? (2)当脚踏处于“中温挡”时,电热课椅在10s内产生的热量是 多少焦?,【思路导引】按照以下思路思考： 发热的挡位高低电压一定时，根据公式 ,电阻大，功 率小，挡位低；电阻小，功率大，挡位高用Q=I2Rt计算电流 产生的热量。,【精讲精析】本题考查了电路分析和电热的计算。 (1)S2接a触点

15、时，R3单独接入电路，脚踏处于“高温挡”， 电热课椅消耗的功率最大。,(2)S2接c触点时，R3和较小的电阻R2串联接入电路，脚踏处于“中温挡”， 答案：(1)121 W (2)880 J,【方法归纳】电热的计算,1.下列用电器中，利用电流热效应工作的 是( ) A.电视机 B.电热毯 C.电风扇 D.电脑 【解析】选B。本题考查了电热的利用。电流的热效应是指电 流通过导体时电能转化成热的现象，电热毯是利用电流的热 效应工作的。 电视机、电脑主要是将电能转化为光能和声能， 电风扇主要是将电能转化为机械能。故选B。,2.电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接 电烙铁的导线却没有明显发热，这主要是因为( ) A.导线的绝缘皮隔热 B.导线散热比电烙铁快 C.通过导线的