沪科版物理九年级第十六章第四节科学探究：电流的热效应 （共34张PPT）.ppt

* 第四节 科学探究：电流的热效应 你知道发光小灯泡灯丝发热的原因么？ 课前导入 电油炸锅 电饭煲 电熨斗 电取暖器 电烤箱 电热水器 电烙铁 电热水壶 电热毯 这些常见家用电器的共同特点： 1.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。 2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。 3.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。 新知探究 思考：这些热量是从哪里来的呢？ 给电热水壶通电可以将其中的凉水加热 给电烤箱通电可以将其中的面包烤熟 把手靠近发光得白炽灯泡，会感到灯泡发热 　　电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 电流的热效应 优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等 优点。 缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。 电流的热效应有什么利和弊？ 电流的热效应与哪些因素有关？ 点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？ 导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不是很热？说明什么？ 实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关 猜想与假设 烫手 跟电阻 有关 不烫手 干路 着火 跟电流有关 跟时间有关 用越久约烫手 新知探究 电流的热效应 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？ 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。 控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→ 对电热Q的影响 控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响 控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化→对电热Q的影响 控 制 变 量 法 探究实验用什么物理方法？ 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？ 既看不见也摸不着的科学量 既看得见也能测量的科学量 转化 转化 让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃导管内的水柱升降）来测量。 实验一：探究电流产生的热量与通电时间是否有关 电流的热效应 （1）按照右图连接实物图，按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流大小不变。 实验步骤 （2）记录数据，分析结论 电流和时间相同 R S A R＇ 新知探究 实验一：探究电流产生的热量与通电时间是否有关 新知探究 结论 在上面的试验中，随着时间的推移，液柱在不停的升高。在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多。 电流的热效应 实验二：探究电流产生的热量与电流大小是否有关 （1）按照右图连接实物图，移动滑动变阻器滑片，观察电流大小与产生热量的关系 实验步骤 （2）记录数据，分析结论 电阻和时间相同 新知探究 R S A R＇ 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 数据分析 电流 液柱上升情况 I1=1A 较低 I2=2A 较高 结论 在相等时间内，电阻相同时，电流较大的电阻比电流较小的电阻产生的热量多。 新知探究 数据分析与结论 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 实验二：探究电流产生的热量与电流大小是否有关 （1）按照右图连接实物图，观察电流相同时，不同阻值的电阻与产生热量的关系 实验步骤 （2）记录数据，分析结论 电流和时间相同 新知探究 电流的热效应 实验三：探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 R1 R2 S E A 数据分析与结论 数据分析 电阻 液柱上升情况 R1=5Ω 较低 R2=10Ω 较高 结论 在相等时间内，电流相同时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。 新知探究 实验三：探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 电流的热效应 Q = I2Rt? 焦耳定律 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。 Q的单位：J I的单位：A R的单位：Ω t的单位：s 总结：热量与电流、电阻和通电时间的公式 新知探究 1、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 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 　　W＞Q热 电能 内能+机械能 想一想：W和Q的关系 新知探究 焦耳定律 新知探究 例题 某电热器接在220V的电源上，其电阻是100Ω，则通电8min能产生多少热量？ 已知：U=220V，R=100Ω，t=8min=480s。 求：Q=? 解：根据已知条件，由欧姆定律，得 I=U/R=220V/100Ω=2.2A， 将I的值带入焦耳定律的公式，得 Q=I2Rt=（2.2A）2×100Ω×480s≈2.3×105J。 答：这个电热器通电8min产生的热量为2.3×105J。 焦耳定律 问