九年级物理全册 164 科学探究：电流的热效应课件(新版)沪科版 课件.pptx

第,16,章 第,4,节,科学探究：电流的热效应,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很热？说明什么？,学习目标,1.,认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。,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.,理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用。,1,电流的热效应,这些常见家用电器的共同特点,？,电烤箱,电烙铁,电热水壶,电流的热效应,电流通过导体时，,电能,要,转化,为,热能,，这个现象叫,电流的热效应,。,定义,1.,利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。,2.,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。,电流的热效应,电油炸锅,电饭煲,电熨斗,生活中利用电流热效应的用电器,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。,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？,影响电热大小的因素,灯泡通电后，在刚开始通电不是很热，可过了一会就很热，为什么？,导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？,电饭锅通电后为什么必须按下加热（煮饭）按钮开关才能煮熟饭？,影响电热大小的因素,电流通过导体产生的热量可能与哪些因素有关？,（,1,）可能与通电时间有关，因为通电时间越长，用电器产生的热量越多；,（,2,）可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；,（,3,）可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。,影响电热大小的因素,电流的热效应与哪些因素有关？,猜想：,设计实验,讨论,1,：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用 什么方法去研究？,（控制变量法）,讨论,2,：实验中通过观察什么现象来比较,电流产生的热量的多少,？这种研究方法叫什么法？,（转换法）,影响电热大小的因素,当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。,实验中，通过观察,_,来比较电流产生的热量的多少。,管中液面上升的高度,影响电热大小的因素,实验,1,：研究电热与电阻关系,R,1,=5,R,2,=10,A,控制不变的量是：,电流,通电时间,现象：,电阻较大的这边的液柱上升较高。,结论：,在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻,越大，这个电阻产生的热量越多。,影响电热大小的因素,实验,2,：研究电热与电流关系,I,=2,I,1,I,A,R,=5,R,=5,R,=5,I,1,控制不变的量是：,电阻,通电时间,现象：,电流较大的这边的液柱上升较高。,结论：,在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。,影响电热大小的因素,对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电,时间,越长，产生的热量越多。,对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电,电流,越大越长，产生的热量越多。,在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，,电阻,越大，产生的热量越多。,影响电热大小的因素,为什么选用煤油而不用水？,因为煤油的比热容小，在相同情况下，煤油的温度变化大，便于观察。,影响电热大小的因素,总,结,电流通过导体会产生,热量,，但是对于,不同的电路,，消耗相同的电能转化成的内能是,不同,的，如电炉等电热器，可以认为电能,全部转化为内能,，但是对于电冰箱、电风扇等用电器，只有,少部分电能转化为内能,。,焦耳定律,3,焦耳定律,焦耳（,James Prescott Joule,，,18181889,），英国物理学家。用近,40,年的时间做了,400,多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于,1840,年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。,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,=,I,R t,热量,电流,电阻,时间,J A,S,公式：,意义：,单位：,定义,焦耳定律,电热与电功的关系：,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,=,I,2,Rt,(,如：电暖器，电饭锅，电炉子等,),此时：,Q,=,W,=,Pt,=,UIt,=,当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：,电能 内能,+,机械能,W,Q,热,电热的利用和防止,小小辩论会：,辩题：电热是有利的还是有害的？,(,正方观点：有利的。反方观点：有害的。,),要求：请正反双方举例支持自己的观点。,限时一分钟。,电热的利用和防止,电热的利用,电饭锅,电烙铁,热得快,电热毯,电熨斗,电热孵化器,电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，,还可以方便地控制和调节温度。,电热的利用和防止,防止电热的危害,很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。,如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。,缺点：浪费电能，电线老化，影响用电器使用寿命。,典例分析,【,例,1】,在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是,(,),B,典例分析,【,解析,】,电熨斗、电暖器和电热杯都是为了把电能转化为内能，利用了电流的热效应，,电扇是为了把电能转化为机械能，没有利用电流的热效应。,典例分析,【,例,2】,兰州,关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是,(,),A,根据,Q,I,2,Rt,可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多,B,根据,Q,t,可知，电阻越大，相同时间内,产生的热量越少,C,根据,Q,UIt,可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关,D,根据,Q,I,2,Rt,可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多,D,典例分析,【,解析,】,选项,A,没有说明控制电流一定，缺少条件，结论不正确；,选项,B,没有说明控制电压一定，缺少条件，结论不正确；,选项,C,中公式是焦耳定律的导出式，只能说明电热在数,值上等于电流、电压、通电时间的乘积，与电阻是否,有关要看定义式，故结论不正确；,选项,D,电流、通电时间一定时，电热与电阻成正比，故,结论正确。,典例分析,【,例,3】,牡丹江,电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用,_,来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了,_,。,(,或防止电热带来的危害；或给计算机降温,),电流的热效应,散热,1.,实验探究：,(1),方法：,控制变量法,、,转换法,等。,(2),技巧：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻有关时，要保证电流相等，探究中采取串联的方法来保证电流相等。,2.,焦耳定律：,(1),公式：,Q,I,2,Rt,。,(2),公式适用范围：适用于电流通过所有导体所产生热量的计算。对于电动机，消耗的电能只有很小的一部分转化为热量，这时电流通过电动机线圈发热仍然可以用该公式计算。只是这时的发热为电能的损耗。,