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(共20張PPT)
16.4 科學(xué)探究:
電流的熱效應(yīng)
上網(wǎng)課的時(shí)候，時(shí)間久了，會(huì)不會(huì)覺(jué)得電腦或者手機(jī)發(fā)燙呢？這是為什么呢？
新課引入
思考：下列用電器工作時(shí)有什么共同點(diǎn)？
電熱水器
電飯鍋
電熱毯
電熨斗
電烤箱
電烙鐵
新知講解
1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
電爐絲通過(guò)導(dǎo)線接到電路里，電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？
電流的熱效應(yīng)
一
實(shí)驗(yàn)探究：電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)
猜想與假設(shè)
（1）可能與電阻有關(guān)。
（2）可能與電流有關(guān)。
（3）可能與通電時(shí)間有關(guān)。
有電流導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體才會(huì)發(fā)熱
電烤爐工作時(shí)，烤爐溫度高，導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱，因此，電流的熱效應(yīng)與電阻有關(guān)。
生活中手機(jī)充電時(shí)，充電越久溫度越高。
猜想：電流產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)
1）實(shí)驗(yàn)探究方法：控制變量法
2）根據(jù)下列所給的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖來(lái)完成所探究的實(shí)驗(yàn)
R1=20Ω
R3=20Ω
R2=30Ω
學(xué)生電源
導(dǎo)線
實(shí)驗(yàn)探究：電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)
3）設(shè)計(jì)方案
③控制電流大小與通電時(shí)間相同，改變電阻大小，探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系。
①控制電阻大小與通電時(shí)間相同，改變電流大小，探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系。
②控制電流大小與電阻大小相同，改變通電時(shí)間，探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系。(電路圖與①同)
突破難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)中觀察什么來(lái)比較電流產(chǎn)生熱量的多少？
轉(zhuǎn)換
總結(jié)：讓電流產(chǎn)生的熱量被液體吸收，使液體的溫度上升，我們可以比較液體吸收熱量的多少來(lái)比較電熱，通過(guò)觀察液體的溫度變化量來(lái)測(cè)量電流產(chǎn)生的熱量。
轉(zhuǎn) 換 法
電流產(chǎn)生的熱量Q放
吸收的熱量Q吸
質(zhì)量相同的液體比較升高的溫度t
轉(zhuǎn)換
(1)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，保持電路中的電流大小為0.2A不變，每隔1min記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，并填寫到設(shè)計(jì)好的表格中。
電流I=0.2A 時(shí)間 0 1 2 3 4
溫度
①探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系。
(2)取質(zhì)量、初溫都與上述實(shí)驗(yàn)相同的煤油，實(shí)驗(yàn)電路也與上述實(shí)驗(yàn)相同，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，保持電路中的電流大小為0.4A不變，每隔1min記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，并填寫到設(shè)計(jì)好的表格中。
電流I=0.2A 時(shí)間 0 1 2 3 4
溫度
電流I=0.4A 時(shí)間 0 1 2 3 4
溫度
結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。
(1)按下計(jì)時(shí)器并同時(shí)記錄溫度計(jì)的示數(shù)，保持電流大小不變。
(2)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并填寫到設(shè)計(jì)好的表格中。
時(shí)間t/min 溫度t/℃
t1=1min
t2=2min
t2=3min
t2=4min
t2=5min
結(jié)論：在電阻和電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。
②探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系。
③探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系。
閉合開(kāi)關(guān)，保持電路中的電流大小不變，每隔1min記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，并填寫到設(shè)計(jì)好的表格中。
電阻 R=20Ω 時(shí)間 0 1 2 3 4
溫度
電阻R=30Ω 時(shí)間 0 1 2 3 4
溫度
結(jié)論：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。
結(jié)論：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)；電流越大，電阻越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。
焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英國(guó)物理學(xué)家。用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。
焦耳定律
二
1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。
2、公式
Q = I R t
焦耳(J)
安培(A)
歐姆(Ω)
秒(s)
普遍適用
電暖器、電鈑鍋、電爐等電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
電風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)車等電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
1．純電阻電路：
Q = W
適用歐姆定律及任何公式推導(dǎo)
2．非純電阻電路：
W電 =W機(jī)+ Q熱
不適用歐姆定律只能用原始公式
3、電功和電熱關(guān)系
想一想：額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事
電流相同，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多
Q = W = I2Rt
電壓相同，電阻越小，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多
二者并不矛盾，我們?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)特別注意條件。
1.同為“220V　40W”的電燈、電扇、電烙鐵都正常工作5min，它們產(chǎn)生的熱量（　　）
A.電燈最多 B.電烙鐵最多 C.電扇最多 D.一樣多
B
2.要使電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來(lái)的一半，則應(yīng)（　　）
A.電阻不變，使通過(guò)電熱器的電流減小一半
B.電阻不變，使電熱器兩端的電壓減小一半
C.電壓不變，使電熱器的電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
D.電壓不變，使電熱器的電阻增大為原來(lái)的4倍
C
當(dāng)堂檢測(cè)
3.甲、乙兩段實(shí)心鐵導(dǎo)體的電阻值相等，將它們?nèi)鐖D所示串聯(lián)在電路中，通電一段時(shí)間后，比較甲、乙導(dǎo)體產(chǎn)熱的多少，正確的是（　　）
A．甲導(dǎo)體的產(chǎn)熱比乙導(dǎo)體多
B．乙導(dǎo)體的產(chǎn)熱比甲導(dǎo)體多
C．甲、乙導(dǎo)體產(chǎn)熱相等
D．條件不足，無(wú)法判斷
C
一、 電流的熱效應(yīng)
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)
二、電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)
通電時(shí)間
三、焦耳定律
電流大小
電阻大小
電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。
課堂小結(jié)

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