16.4科学探究：电流的热效应 （课件）2022-2023学年沪科版九年级物理全一册(共15张PPT)

(课件网) §16.4 科学探究：电流的热效应 根据用电器工作时的能量转化进行分类？ 导体通电时，都伴有热量产生———电流的热效应。 一、电流热效应： 1、定义：导体通电时，电能转化为内能现象称为电流的热效应 思考1：在生活中电流的热效应都是有用的，为我们服务的吗？ 思考2： 1）导线和电炉丝（电阻丝）连接方式？ 2）通电相同时间，导线和电炉丝产生的热量是否相同？ 说明：电流产生的热量是有大有小的 2、探究电流产生热量的多少与哪些因素有关 1、电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。 2、电阻丝通电的一段时间后越才变红 3、电阻丝有电流通过后才能产生热量 提示：生活中的一些现象 猜想：电流产生的热量与通过导体的电流大小、电阻大小、通电时间有关 电阻大小 通电时间 电流大小 猜想：电流产生的热量与通过导体的电流大小、电阻大小、通电时间有关 2、探究电流产生热量的多少与哪些因素有关 1）实验探究方法：控制变量法 2）根据下列所给的器材设计实验电路图来完成所探究的实验 R1=20Ω R3=20Ω R2=30Ω 学生电源 导线 3）设计方案 ③控制电流大小与通电时间相同，改变电阻大小，探究电流产生的热量与电阻大小的关系 ①控制电阻大小与通电时间相同，改变电流大小，探究电流产生的热量与电流大小的关系 ②控制电流大小与电阻大小相同，改变通电时间，探究电流产生的热量与通电时间的关系 突破难点：实验中观察什么来比较电流产生热量的多少？ 你设计的思路： 转换 总结：让电流产生的热量被液体吸收，使液体的温度上升，我们可以比较液体吸收热量的多少来比较电热，通过观察液体的温度变化量来测量电流产生的热量。 转 换 法 电流产生的热量Q放 吸收的热量Q吸 质量相同的液体比较升高的温度t 转换 思考3：用什么液体比较好？ 3）设计方案 ③控制电流大小与通电时间相同，改变电阻大小，探究电流产生的热量与电阻大小的关系 ①控制电阻大小与通电时间相同，改变电流大小，探究电流产生的热量与电流大小的关系 ②控制电流大小与电阻大小相同，改变通电时间，探究电流产生的热量与通电时间的关系 第一次 时间t/min 0 1 2 3 4 5 R1=5Ω I=0.7A 温度T/℃ 20 21 22 23 24 25 R2=10Ω 温度T/℃ 20 22 24 26 28 30 第二次 时间t/min 0 1 2 3 4 5 R1=10Ω I=0.7A 温度T/℃ 20 22 24 26 28 30 R2=10Ω I=1.4A 温度/T℃ 20 28 36 44 52 60 结论：电流通过导体产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间有关；电流越大，电阻越大，通电时间越长，电流产生的热量越多 实验数据 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。 焦耳定律 历史上，英国物理学家焦耳做了大量的实验，探究电流产生的热量跟电流的大小、导体的电阻以及通电时间的关系，他于1840年最终发现： Q = I R t （2）公式： 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。 （3）单位：焦耳 J 例：一根60 的电阻丝接在60V的电源上，在5min内共产生多少热量？ 解：通过电阻丝的电流为： U I= __ R = 60V 60 =1A 产生的热量为： Q=I2Rt =(1A)2×60Ω×5×60s =18000J 答： 5min内共产生的热量是18000J 答：因为导线和电炉丝是串联的，Ｉ线=Ｉ电炉丝 R电炉丝＞R导线，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉丝产生的热量大，因此电炉热得发红而导线却几乎不发热。 电炉丝 导 线 问题1: 电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？ 二、电流的热效应在生活中的利用与防护 1、利用： ①利用电流热效应来工作：电饭煲、电水壶、 保险丝、、、 ②电器防 ... ...