九年级物理科学探究：电流的热效应 - (原卷版) .pdf

第十六章电流做功与电功率

课时16.4科学探究：电流的热效应

素养目标

物理观念

1.概念

电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能的现象。

2.规律

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，通电时间

成正比。

科学探究

在探究电流产生的热量与哪些因素有关时，运用控制变量法设计实验；实验中还运用了转换法，

通过温度计上升的示数来显示电流产生热量的多少。

科学态度与责任

了解焦耳定律的发现过程，学会利跟用能量守恒的思想解决问题。

题型汇总：电流热效应的利用、探究电流产生的热量与哪些因素有关、电热的计算。

知识梳理

电流的热效应

1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。

许多用电器接通电源后，都伴有热现象发生。

2.电流的热效应在生活中的应用

（1）电热毯就是利用电流的热效应制作的,通电后可以供人们取暖。

（2）电灯在工作时把电能转化为内能和光能，人们利用电灯来照明。

（3）电炉子在工作时把电能转化为内能，人们利用电炉子来烧水。

实验探究：电流产生的热量与什么因素有关

实验探究一：探究电流产生的热量与通电时间是否有关。

实验探究二：探究电流产生的热量与电流大小是否有关。

实验探究三：探究电流产生的热量与电阻大小是否有关。

结论：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大，

电流产生的热量越多。

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。为了纪念焦耳，这一规律又被称为焦耳定律。

2.公式：QI2Rt

3.单位：I——安，R——欧，t——秒，Q——焦。

1J1A2•Ω•s。

4.理论推导：焦耳定律是焦耳在大量实验基础上归纳总结得出来的规律，还需要理论上的支持，我

们能不能通过理论来推导出焦耳定律的数学表达式呢？

思考：电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热即：Q＝W

WUIt，且UIR∴QWUItI2Rt∴QI2Rt

通过理论推导，同样得出了焦耳定律的数学表达式，达到理论和实践的完美的统一。

5.电流通过导体做功全部转化为内能时热量的计算方法：

2U2

（1）QW；（2）QUIt；（3）QPt；（4）QIRt；（5）Qt。

R

考点突破

考点一电流的热效应

例1.下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是()

A.收音机B.电视机C.电饭锅D.电冰箱

【答案】C

【解析】A.收音机利用电能转化为声能，故A不符合题意；

B.电视机主要是利用电能，将电能转化为光能，故B不符合题意；

C.电饭锅是将电能转化为内能，且利用产生的内能工作的，故C符合题意；

D.电冰箱通过压缩机制冷，而压缩机将电能转化为机械能，故D不符合题意。

例2.如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因

素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一

段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确

的是()

A.左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大

B.该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系

C.该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系

D.U形管中液面高度发生变化是因为形管中液体的热胀冷缩造成的

【答案】C

【解析】解：A、容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，由焦耳定律可知，

左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，故A错误；

B、C、在装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的

电阻与右边容器中的电阻不同，所以实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系。只观察其

中一个U形管液面高度差的变化，来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系，