2024九年級物理全冊第16章電流做功與電功率16.4科學探究：電流的熱效應課件新版滬科版

第四節

科學探究：電流的熱效應第十六章

電流做功與電功率物理觀念1.知道什么是電流的熱效應；2.知道電熱與導體中的電流、導體的電阻和通電時間的關系；3.了解焦耳定律，并會應用焦耳定律計算電熱問題；4.會應用焦耳定律解釋說明生產和生活中的有關電熱問題。科學思維1.通過探究實驗進行科學推理，分析得出電熱的影響因素；2.培養學生運用電熱的知識分析解決實際問題的能力?？茖W探究1.經歷電熱影響因素的探究過程，掌握探究的思路和方法；2.進一步熟悉應用轉換法和控制變量法進行科學探究，培養科學探究能力?？茖W態度與責任1.關注生活、生產中電熱的應用和防止，培養關注生活與環境的意識；2.嘗試對防止電熱危害以及對應用電熱造福人類問題發表自己的見解，樹立個性化的生活觀念。難點重點將“220

V

100

W”的白熾燈泡接入電路，閉合開關，電燈發光。讓一名學生上前用手觸摸燈泡和連接燈泡的導線，有何感覺？演示實驗燈泡發燙，導線不怎么熱。電暖器取暖使用電的過程中，電熱可以利用，也可能會帶來災害?？照{暖風機取暖用電不善和線路老化引起火災給電爐通電，觀察電爐絲上發生的現象，同時觀察連接電爐的導線有何現象？電流通過導體時，導體上常常會引發一些現象。人們依此認知導體中有電流的存在，這些現象就是電流的效應。比如：導體中有電流通過時，導體周圍會產生磁場（這點不久我們就要學到），這是電流的磁效應；電流通過某些物質的溶液時，溶液導電，并在液體中發生化學變化，這種現象就是電流的化學效應；導體中有電流通過時，導體就會發熱，有熱量產生，這是電流的熱效應。任務一、認識電流熱效應電暖氣、電熱器、電飯煲，通電后能量是如何轉化的？電流的熱效應就是電流通過導體時電能轉化為內能，這種現象叫做電流的熱效應。電能轉化為內能任務一、認識電流熱效應給電爐通電，電爐絲熱得發紅，用手觸摸連接導線卻不怎么熱。（1）連接電爐絲的導線和電爐絲是怎樣連接的？（2）通過電爐絲和導線的電流有怎樣的關系？（3）電爐絲熱得發紅，為什么連接的導線卻不怎么發熱呢?交流與討論猜想：電流產生的熱量與哪些因素有關?任務二、探究電流熱效應的影響因素（1）為了探究電流產生的熱量可能與通電時間、電流、電阻有關，我們需要用到什么探究方法？制定計劃與設計實驗方案控制變量法任務二、探究電流熱效應的影響因素（2）探究電熱與電阻的關系時，需要保持通電時間、電流不變，改變電阻。如何保持電路中的電流不變呢？怎樣改變電阻？制定計劃與設計實驗方案需要選取阻值不同的兩根電阻絲，使它們串聯。任務二、探究電流熱效應的影響因素（3）實驗中電流產生的熱量如何被我們感知？我們通過觀察什么就能比較電流產生熱量的多少？這是什么方法？制定計劃與設計實驗方案實驗中利用電阻絲加熱一定質量的煤油，通過電流做功把電能轉化為內能，向外放出熱量，使煤油溫度升高。我們通過觀察煤油溫度變化的大小，就能比較電流產生熱量的多少。轉換法。（前提是煤油的質量和初溫都相同）任務二、探究電流熱效應的影響因素（4）實驗器材有那些？制定計劃與設計實驗方案學生電源、阻值不同的兩段電阻絲、1個電流表、1個滑動變阻器、開關、導線、2個裝有等質量煤油的廣口瓶、2支溫度計、停表等。任務二、探究電流熱效應的影響因素探究1：探究電流產生的熱量與通電時間的關系進行實驗與收集證據結論：對同一電阻絲，在電流和電阻相同的情況下，通電時間越長，煤油的溫度越高，電流產生的熱量越多。任務二、探究電流熱效應的影響因素探究2：探究電流產生的熱量與電流大小的關系進行實驗與收集證據結論：在通電時間和電阻大小相同的情況下，通電電流越大，煤油的溫度越高，電流產生的熱量越多。任務二、探究電流熱效應的影響因素探究3：探究電流產生的熱量與電阻的關系進行實驗與收集證據結論：在電流大小相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，煤油的溫度越高，電流產生的熱量越多。任務二、探究電流熱效應的影響因素電熱的影響因素的定性規律：進行實驗與收集證據電流通過導體時產生的熱量與通電時間、電流和電阻有關，通電時間越長、電流越大、電阻越大，電流產生的熱量越多。任務二、探究電流熱效應的影響因素1.焦耳定律的內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。2.公式：3.單位：Q＝I2RtJ、A、Ω、s任務三、認知焦耳定律學以致用電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發紅，而導線卻幾乎不發熱?導線和電爐串聯，通過它們的電流是一樣的，而電爐絲的電阻比導線的電阻大的多，根據焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時間內電流通過電爐絲產生的熱量比通過導線產生的熱量多，因此電爐絲熱的發紅而導線卻不熱。焦耳定律公式Q=I2Rt和電功推導公式W=I2Rt非常的相近，那么電功與電熱之間有著怎樣的內在關系和區別呢？電流通過任何用電器產生的熱量都可以用焦耳定律Q=I2Rt來計算。1.電流通過任何用電器產生的熱量都可以用焦耳定律Q=I2Rt來計算嗎？任務四、理解電功與電熱的關系焦耳定律公式Q=I2Rt和電功推導公式W=I2Rt非常的相近，那么電功與電熱之間有著怎樣的內在關系和區別呢？電熱與電流做功或者消耗的電能不一定相等。2.用電器產生的熱量都與電流做功或者消耗的電能相等嗎？任務四、理解電功與電熱的關系當電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化成其他形式的能量，那么電流產生的熱量Q就等于消耗的電能W，即Q＝W＝UIt＝I2Rt，這種電路就是純電阻電路。比如：電暖器、電飯鍋、電爐等。當用電器工作時，消耗的電能部分轉化為內能，部分轉化為其他形式的能時，則電功大于電熱，即W＞Q，這種電路就不是純電阻電路。比如：電動機、電風扇等。電功與電熱：純電阻時W＝Q；非純電阻時W＞Q。任務四、理解電功與電熱的關系共識任務四、理解電功與電熱的關系隨講隨練某電動機上標有“220V，2A”字樣，它的線圈電阻為5?，當它正常工作1分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機械能？解：消耗的電能：W總=UIt=220V×2A×60s=26400J；線圈中產生的熱量：Q=I2Rt=(2A)2×5?×60s=1200J；得到的機械能：W機=W總-Q=26400J-1200J=25200J。利用電熱的用電器給電爐通電，電爐絲變紅發燙，但連接電爐的導線沒有電爐絲那么紅、那么燙，為什么？電熱為人類造福的同時，也會給人們帶來的災難，比如充電器引起的火災等，必須防止。任務五、知道電熱的應用與防止科學探究電流的熱效應焦耳定律電熱與電功電熱器電流的熱效應—電流通過導體時，電能轉化為內能的現象內容公式：Q=I2Rt電能全部轉化為內能，Q＝W，即Q＝W＝UIt＝I2Rt電能部分轉化為內能，W

>Q電流通過導體時，_______能轉化為_________能，這種現象叫做電流的熱效應。實驗證明，電流通過導體時產生的熱量跟__________________成正比，跟導體的_______成正比，跟___________成正比，這個規律叫做焦耳定律，公式表示為______________。一個電阻絲的阻值是100

Ω，通電100

s，導體中的電流是2

A，電流產生的熱量是___________J。