新沪科版九年级物理全一册十六章电流做功与电功率第四节科学探究电流的热效应教案21

1、第四节 科学探究：电流的热效应1知道电流的热效应.2知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。3如何利用电流的热效应来为人类服务，了解电流热效应带来的危害及防止的措施。4理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用。跟电流和电阻大小的关系。1. 同学们生活中你一定见过用电器的发热现象，请列举例子。这些常见家用电器的共同特点：a. 电流通过导体时电能转化为热能的现象叫做电流的热效应。b. 利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。c. 电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。2.电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？导线和电熨斗串联

2、，为什么电熨斗很热而导线并不是很热？说明什么？首先猜测电流i、电阻r、时间t三者对电流产生的热量q的多少有影响，然后对电流i、电阻r、时间t三者进行探究。a. 探究实验用什么物理方法？控制变量法和转换法。电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？（转换法） 控制电阻r、电流i相同:研究通电时间t变化 对电热q的影响 （每隔一分钟记录一下温度计的示数）结论：在电阻通过电流相同时，电流产生热量多少与通电时间t长短有关，并且通电时间t越长电流产生热量越多。控制电阻r、时间t相同:研究电流i变化对电热q的影响为了研究通电导体放出的热量与电流之间的关系，应设计_电路（r=3或r=6

3、两种规格） 实验得出的结论是：在电阻和通电时间t相同时，电流产生热量多少与通过导体的电流大小有关，并且电流越大，电流产生热量越多。控制电流i、时间t相同:研究电阻r变化对电热q的影响（1）为了研究通电导体放出的热量与电阻之间的关系，应设计_电路（r=3或r=6两种规格）（2）实验得出的结论是：电流和通电时间相同时，电阻越大，通电导体产生的热量越多总结论: 电流通过导体所产生的热量与导体的电阻大小成正比，与电流的平方成正比，与通电时间成正比。焦耳定律(t)焦耳定律的理论推导: 电流通过纯电阻导体时所做电功全部转化为电热q=w=uit q=w=uit=irit=i2rt例1. 灯泡接入电路中时，灯

4、泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发烫，电线的发热却觉察不出来。这是为什么?例2.电路中负荷过大有什么危险？为什么？电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按q=i2rt计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。4. 总结： 显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上，而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律q=i2rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？发热体：电阻率大、熔点高导线：电阻率小、熔点高电流热效应的利用制电热器（要求电热丝材料电阻率大、熔点高）制白炽灯制保险丝（要求保险丝材料电阻率大、熔点低）无用的电流热效应应尽量减少家用导线一般用电阻率很小的铜导

5、线。高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗。预计未来导线可用超导体从而避免电流在导线上的热损耗。例3：小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶甲中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶乙中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。 两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。（1）根据 法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的 和 相等。（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是 。a因为煤油有颜色便于观察 b因为煤油有比较大的热值c因为煤油有比较小的密度