2019-2020学年九年级物理全册 16.4 科学探究：电流的热效应课件（新版）沪科版

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,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,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（jamesprescottjoule，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。,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=i2rt(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wq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qi2rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多b根据qt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少c根据quit可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关d根据qi2rt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