16.4科学探索：电流的热效应(要点讲解+当堂检测+答案)

沪科版物理九年级上册同步学案 第十六章　电流做功与电功率 第四节　科学探索：电流的热效应 要 点 讲 解 要点一　电流的热效应 1. 定义：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。例如，工厂里利用电热炼钢，家庭利用电热来烧水、做饭、取暖等。 2. 能量转化：在电流的热效应现象中，电能转化为内能。 3. 影响电流热效应的因素：电流大小、电阻大小、通电时间的长短。 4. 探究实验：电流产生的热量与哪些因素有关 (1)探究电流产生的热量与通电时间是否有关 实验方法：将一段电阻丝浸泡在煤油中后连入电路，保持电流的大小不变，每间隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。 实验结论：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。 (2)探究电流产生的热量与电流大小是否有关 实验方法：取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍然将同一段电阻丝浸泡在煤油中后连入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录煤油的温度。 实验结论：对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流越大，产生的热量越多。 (3)探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 实验方法：取质量、温度均与上述实验初始状态相同的两瓶煤油，将两段阻值不同的电阻丝分别浸泡在两瓶煤油中后连入电路，闭合开关，通电时间与前次相同，记录两瓶煤油的温度。 实验结论：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。 经典例题1　将规格都是“220V　180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是(　　　) A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电风扇产生的热量最多 C. 电热毯产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多 解析：三个用电器的电功率相同，通电时间相同时，所消耗的电能相同。电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很少；电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为内能。所以，产生热量最多的是电热毯。故选C。 答案：C 点拨：电流做功的过程实质上就是电能转化为其他形式能的过程，会分析常见用电器的能量转化是解决此类问题的关键。 要点二　焦耳定律 焦耳定律是英国物理学家焦耳在1840年通过大量的实验探究发现的。 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。 2. 公式：Q＝I2Rt。 Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s。 焦耳定律公式Q＝I2Rt是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，都可以用它来计算电流所产生的热量，即焦耳定律适用于任何用电器产生热量的计算。 3. 在仅有电流热效应存在的电路(纯电阻电路)中，电能全部转化成了内能，而没有转化为其他形式的能，这时电流产生的热量等于电流所做的功，即Q＝W；此时焦耳定律也可写作Q＝UIt＝t，特别是利用Q＝t解决某些问题时比较方便，但必须注意它只适用于纯电阻电路。若对于电能没有全部转化为内能的非纯电阻电路，如含有电动机的电路，因为Q