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《电流的热效应》导学案

一、学习目标

1、理解电流的热效应现象，知道电流通过导体时电能转化为内能。

2、探究影响电流产生热量的因素，掌握焦耳定律的内容和表达式。

3、能运用焦耳定律解决简单的实际问题，了解电热的利用和防止。

二、学习重难点

1、重点

（1）电流的热效应概念及焦耳定律的内容和表达式。

（2）探究影响电流产生热量的因素。

2、难点

（1）焦耳定律的理解和应用。

（2）实验设计中控制变量法的运用。

三、知识回顾

1、电能：电能是指电以各种形式做功的能力。电能的单位是焦耳

（J）和千瓦时（kW·h），1千瓦时＝36×10^6焦耳。

2、电功：电流所做的功叫做电功，电流做功的过程就是电能转化

为其他形式能的过程。电功的计算公式为W＝UIt。

四、新课导入

在日常生活中，我们经常会用到电热水壶、电暖器、电饭锅等电器。

当这些电器工作时，我们会发现它们会发热。那么，电流通过导体时

为什么会产生热量呢？这就是我们今天要学习的电流的热效应。

五、知识讲解

1、电流的热效应

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。

例如，电灯泡发光时，灯丝温度很高，内能增加，这就是电流的热效

应。

2、探究影响电流产生热量的因素

（1）提出问题

电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？

（2）猜想与假设

根据生活经验和已有的知识，我们可以做出以下猜想：

猜想一：电流产生的热量可能与电流的大小有关，电流越大，产生

的热量越多。

猜想二：电流产生的热量可能与电阻的大小有关，电阻越大，产生

的热量越多。

猜想三：电流产生的热量可能与通电时间有关，通电时间越长，产

生的热量越多。

（3）设计实验

为了验证我们的猜想，我们需要设计实验来进行探究。由于电流产

生的热量不易直接测量，我们可以通过转换法，将电流产生的热量转

换为容易测量的物理量，比如温度的变化。

实验器材：电源、导线、开关、电阻丝（不同阻值）、装有等量煤

油的烧瓶、温度计、电流表。

实验步骤：

①探究电流产生的热量与电流的关系

保持电阻和通电时间相同，改变电流的大小。将两个阻值相同的电

阻丝串联在电路中，通过调节滑动变阻器改变电路中的电流。观察并

记录在不同电流下，温度计示数的变化。

②探究电流产生的热量与电阻的关系

保持电流和通电时间相同，改变电阻的大小。将两个阻值不同的电

阻丝串联在电路中，保证通过它们的电流相同。观察并记录在相同电

流下，不同阻值的电阻丝产生的热量导致温度计示数的变化。

③探究电流产生的热量与通电时间的关系

保持电阻和电流相同，改变通电时间。将一个电阻丝接入电路中，

分别记录在不同通电时间下，温度计示数的变化。

（4）进行实验

按照设计好的实验步骤进行实验，记录实验数据。

（5）分析与论证

分析实验数据，得出结论：

①在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。

②在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。

③在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。

3、焦耳定律

（1）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）表达式

Q＝I²Rt

其中，Q表示热量，单位是焦耳（J）；I表示电流，单位是安培

（A）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t表示通电时间，单位是秒

（s）。

4、电热的利用和防止

（1）电热的利用

电暖器、电热水器、电饭锅等都是利用电流的热效应来工作的。这

些电器将电能转化为内能，为我们的生活提供了便利。

（2）电热的防止

在一些情况下，电流的热效应会带来不利影响，需要防止电热的产

生。例如，电脑、电视机等电器在工作时会产生热量，如果不及时散

热，可能会影响其性能和使用寿命。因此，这些电器通常会安装散热

器来散热。

六、例题讲解

例1：一根电阻丝的电阻为10Ω，通过的电流为2A，通电5min产

生的热量是多少？