2024九年级物理全册第16章电流做功与电功率16.4科学探究：电流的热效应课件新版沪科版

第四节

科学探究：电流的热效应第十六章

电流做功与电功率物理观念1.知道什么是电流的热效应；2.知道电热与导体中的电流、导体的电阻和通电时间的关系；3.了解焦耳定律，并会应用焦耳定律计算电热问题；4.会应用焦耳定律解释说明生产和生活中的有关电热问题。科学思维1.通过探究实验进行科学推理，分析得出电热的影响因素；2.培养学生运用电热的知识分析解决实际问题的能力。科学探究1.经历电热影响因素的探究过程，掌握探究的思路和方法；2.进一步熟悉应用转换法和控制变量法进行科学探究，培养科学探究能力。科学态度与责任1.关注生活、生产中电热的应用和防止，培养关注生活与环境的意识；2.尝试对防止电热危害以及对应用电热造福人类问题发表自己的见解，树立个性化的生活观念。难点重点将“220

V

100

W”的白炽灯泡接入电路，闭合开关，电灯发光。让一名学生上前用手触摸灯泡和连接灯泡的导线，有何感觉？演示实验灯泡发烫，导线不怎么热。电暖器取暖使用电的过程中，电热可以利用，也可能会带来灾害。空调暖风机取暖用电不善和线路老化引起火灾给电炉通电，观察电炉丝上发生的现象，同时观察连接电炉的导线有何现象？电流通过导体时，导体上常常会引发一些现象。人们依此认知导体中有电流的存在，这些现象就是电流的效应。比如：导体中有电流通过时，导体周围会产生磁场（这点不久我们就要学到），这是电流的磁效应；电流通过某些物质的溶液时，溶液导电，并在液体中发生化学变化，这种现象就是电流的化学效应；导体中有电流通过时，导体就会发热，有热量产生，这是电流的热效应。任务一、认识电流热效应电暖气、电热器、电饭煲，通电后能量是如何转化的？电流的热效应就是电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。电能转化为内能任务一、认识电流热效应给电炉通电，电炉丝热得发红，用手触摸连接导线却不怎么热。（1）连接电炉丝的导线和电炉丝是怎样连接的？（2）通过电炉丝和导线的电流有怎样的关系？（3）电炉丝热得发红，为什么连接的导线却不怎么发热呢?交流与讨论猜想：电流产生的热量与哪些因素有关?任务二、探究电流热效应的影响因素（1）为了探究电流产生的热量可能与通电时间、电流、电阻有关，我们需要用到什么探究方法？制定计划与设计实验方案控制变量法任务二、探究电流热效应的影响因素（2）探究电热与电阻的关系时，需要保持通电时间、电流不变，改变电阻。如何保持电路中的电流不变呢？怎样改变电阻？制定计划与设计实验方案需要选取阻值不同的两根电阻丝，使它们串联。任务二、探究电流热效应的影响因素（3）实验中电流产生的热量如何被我们感知？我们通过观察什么就能比较电流产生热量的多少？这是什么方法？制定计划与设计实验方案实验中利用电阻丝加热一定质量的煤油，通过电流做功把电能转化为内能，向外放出热量，使煤油温度升高。我们通过观察煤油温度变化的大小，就能比较电流产生热量的多少。转换法。（前提是煤油的质量和初温都相同）任务二、探究电流热效应的影响因素（4）实验器材有那些？制定计划与设计实验方案学生电源、阻值不同的两段电阻丝、1个电流表、1个滑动变阻器、开关、导线、2个装有等质量煤油的广口瓶、2支温度计、停表等。任务二、探究电流热效应的影响因素探究1：探究电流产生的热量与通电时间的关系进行实验与收集证据结论：对同一电阻丝，在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，电流产生的热量越多。任务二、探究电流热效应的影响因素探究2：探究电流产生的热量与电流大小的关系进行实验与收集证据结论：在通电时间和电阻大小相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，电流产生的热量越多。任务二、探究电流热效应的影响因素探究3：探究电流产生的热量与电阻的关系进行实验与收集证据结论：在电流大小相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，电流产生的热量越多。任务二、探究电流热效应的影响因素电热的影响因素的定性规律：进行实验与收集证据电流通过导体时产生的热量与通电时间、电流和电阻有关，通电时间越长、电流越大、电阻越大，电流产生的热量越多。任务二、探究电流热效应的影响因素1.焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2.公式：3.单位：Q＝I2RtJ、A、Ω、s任务三、认知焦耳定律学以致用电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?导线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大的多，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同时间内电流通过电炉丝产生的热量比通过导线产生的热量多，因此电炉丝热的发红而导线却不热。焦耳定律公式Q=I2Rt和电功推导公式W=I2Rt非常的相近，那么电功与电热之间有着怎样的内在关系和区别呢？电流通过任何用电器产生的热量都可以用焦耳定律Q=I2Rt来计算。1.电流通过任何用电器产生的热量都可以用焦耳定律Q=I2Rt来计算吗？任务四、理解电功与电热的关系焦耳定律公式Q=I2Rt和电功推导公式W=I2Rt非常的相近，那么电功与电热之间有着怎样的内在关系和区别呢？电热与电流做功或者消耗的电能不一定相等。2.用电器产生的热量都与电流做功或者消耗的电能相等吗？任务四、理解电功与电热的关系当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q＝W＝UIt＝I2Rt，这种电路就是纯电阻电路。比如：电暖器、电饭锅、电炉等。当用电器工作时，消耗的电能部分转化为内能，部分转化为其他形式的能时，则电功大于电热，即W＞Q，这种电路就不是纯电阻电路。比如：电动机、电风扇等。电功与电热：纯电阻时W＝Q；非纯电阻时W＞Q。任务四、理解电功与电热的关系共识任务四、理解电功与电热的关系随讲随练某电动机上标有“220V，2A”字样，它的线圈电阻为5Ω，当它正常工作1分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？解：消耗的电能：W总=UIt=220V×2A×60s=26400J；线圈中产生的热量：Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60s=1200J；得到的机械能：W机=W总-Q=26400J-1200J=25200J。利用电热的用电器给电炉通电，电炉丝变红发烫，但连接电炉的导线没有电炉丝那么红、那么烫，为什么？电热为人类造福的同时，也会给人们带来的灾难，比如充电器引起的火灾等，必须防止。任务五、知道电热的应用与防止科学探究电流的热效应焦耳定律电热与电功电热器电流的热效应—电流通过导体时，电能转化为内能的现象内容公式：Q=I²Rt电能全部转化为内能，Q＝W，即Q＝W＝UIt＝I2Rt电能部分转化为内能，W

>Q电流通过导体时，_______能转化为_________能，这种现象叫做电流的热效应。实验证明，电流通过导体时产生的热量跟__________________成正比，跟导体的_______成正比，跟___________成正比，这个规律叫做焦耳定律，公式表示为______________。一个电阻丝的阻值是100

Ω，通电100

s，导体中的电流是2

A，电流产生的热量是___________J。