北師大九年級物理下冊 （電流的熱效應）電功和電功率課件

第十三章電功和電功率電流的熱效應北師大版物理九年級全一冊

1.知道什么是電流的熱效應。知道電流的熱效應與導體電阻、通過導體的電流、通電時間的定量關系。2.通過實驗探究電流的熱效應與哪些因素有關。3.知道電流的熱效應的應用實例和危害。學習目標臺燈工作一段時間后燈泡會發(fā)燙；給電熱水壺通電可以給水加熱；給電烤箱通電可以把食物烤熟，這些熱量是從哪里來的？電流的熱效應1電流的熱效應什么是電流的熱效應？電流通過導體時，導體會發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫作電流的熱效應。電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱?剛剛發(fā)光的燈泡并不熱，過一會兒就會燙手，這是為什么？問題與思考問題：電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關?猜想：與電阻、電流、時間有關設計實驗：當一個物理量被猜測與多個因素有關，應用什么方法去研究？用什么方法去觀察那些不可見的物理量？電流的熱效應與哪些因素有關控制變量法轉換法實驗1：研究電熱與電阻關系R1=5ΩR2=10ΩA條件：容器相同，I相同，t相同結論：I和t相同時，R越大，Q越多?，F(xiàn)象：B中液面上升多5Ω5Ω5ΩAB實驗2：研究電熱與電流關系I=2I1AIR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1結論：R和t相同時，I越大，Q越多?，F(xiàn)象：D中液面上升多條件：容器相同，R相同，t相同5Ω5Ω5ΩCD實驗視頻實驗表明：導體的電阻越大，通過導體的電流越大，通電時間越長，電流的熱效應就越顯著。焦耳定律2焦耳定律Q=

I2Rt

內容：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：補充說明：電流通過導體時，如果消耗電能全部轉化為熱，沒有同時轉化為其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即：Q=I2Rt電熱W=UIt電能什么情況電熱會小于電能呢？焦耳定律焦耳(JamesPrescottJoule，1818-1889)，英國物理學家。用近40年的時間做了400多次實驗，研究熱和功的關系。通過大量的實驗，精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱?電線和電爐串聯(lián)，通過它們的電流是一樣的，而電爐的電阻比電線的電阻大的多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時間內電流通過電爐產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線卻不熱。思考與討論練一練一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內共產(chǎn)生多少熱量?I=UR解：=36V60Ω=0.6AQ=

I2Rt

=(0.6A)2×60Ω×300s

=6480J答：在5min內共產(chǎn)生熱量6480J。額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時間內產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?前者說電阻越小，正常工作時單位時間內產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。思考與討論電流熱效應的應用及危害防止1.電流熱效應的應用利用電熱孵化器孵小雞電熱器都是利用電流的熱效應工作的。用于加熱用電器工作時，都不可避免地發(fā)熱。這是電流熱效應的表現(xiàn)，它既會浪費能源，又會由于升溫使用電器有被燒毀的危險，因此很多用電器采用設置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱部位安裝風扇等方法散熱。2.電流熱效應危害的防止電腦的微型風扇電視機的后蓋拓展：電能和電熱的關系純電阻電路：消耗的電能全部轉化為內能純電阻電路電熱計算式Q=I2RtW=UIt=U2R純電阻電路電能計算式W=I2Rt100%轉化電能W=UIt非純電阻電路：消耗的電能一部分轉化為內能電熱Q=I2Rt其他形式的能量某電動機上標有“220V，2A”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(chǎn)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(chǎn)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練一練1．將一臺“220V100W”的電風扇，一個”220V100W“

的充電器，一把“220V100W”的電烙鐵分別接在220V的電源上，在相同時間內，電流通過他們時產(chǎn)生熱量最多的是（）A．電烙鐵B．充電器C．電風扇D．一樣多A2．現(xiàn)有甲、乙兩個電爐子，已知電爐電阻R1＞R2，分別接入電源電壓220V的電路中，相同時間內，它們發(fā)熱情況是（）A．甲放熱多B．乙放熱多C．同樣多D．無法判斷B3．一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時的電阻是121Ω，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量？因為電烙鐵消耗的電能全部用來發(fā)熱，所以Q=W=Pt=400W×10×60s=240000J解：

P額===400WU額2R(220V)2121

Ω答：它的額定功率為400W，在額定電壓下10min產(chǎn)生熱量240000J。4．某校師生自制了一臺電烘箱。電烘箱的電阻絲通過5A的電流時，每分鐘可產(chǎn)生6.6×104J的熱量。求這臺電烘箱的電功率和電阻絲工作時的電阻。解：

P

====1.1×103W

WtQt6.6×104J60s

R===44ΩPI21.1×103W(5A)2答：這臺電烘箱的電功率為1100W，電阻絲工作時的電阻為44Ω。電流的熱效應電流的熱效應電流通過導體會發(fā)熱焦耳定律電流的熱效應與哪些因素有關表述：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式:

Q=I2Rt

Q=I2Rt

的推導公式的應用與電流、電阻、時間有關再見北師大版初中物理九年級全冊課件電流的熱效應

復習鞏固新課導入課堂檢測延伸拓展目錄CONTENS01復習鞏固新課導入小明的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來時看到他在認真寫作業(yè)，電視機也沒打開，很高興，可是用手一摸電視機的后蓋就發(fā)現(xiàn)，小明剛看過電視。你知道他爸爸是根據(jù)什么判斷的嗎？電油炸鍋電飯煲電熨斗這些用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象，這是為什么呢？電流通過導體時電能轉化為內能的現(xiàn)象叫作電流的熱效應。02新課導入一、電流的熱效應電烤箱電烙鐵電熱水壺生活中利用電流熱效應的用電器優(yōu)點：清潔、無污染、熱效率高，便于控制和調節(jié)等。缺點：浪費電能，造成電線老化,影響用電器使用壽命。電流的熱效應有什么利和弊？燈泡通電后，在剛開始通電不是很熱，可過了一會就很熱，為什么？導線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導線并不很熱？

電飯鍋通電后為什么必須按下加熱（煮飯）按鈕開關才能煮熟飯？一、電流的熱效應1.電流通過導體產(chǎn)生的熱量可能與哪些因素有關？（1）可能與通電時間有關，因為通電時間越長，用電器產(chǎn)生的熱量越多；（2）可能與電阻有關，因為電爐絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導線卻不太熱；（3）可能跟電流有關，因為常聽說，電流大容易引發(fā)火災。（1）如圖所示，控制電阻R、電流I相同，閉合開關，每隔一定時間記錄一次溫度計的示數(shù)，比較通電時間對電熱的影響。通電時間越長溫度計示數(shù)越大（2）相同時間內通過R的電流為I，移動R0的滑片，使通過R的電流為2I。比較R兩次所產(chǎn)熱的多少。通過電流為2I時比通過電流為I時的溫度高（3）如圖所示，R2＞R1，控制通過導體的電流和通電時間不變，比較溫度計的示數(shù)。電阻R2溫度計的示數(shù)比電阻R1溫度計的示數(shù)大對同一電阻絲，在電流大小不變的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。對同一電阻絲，在通電時間相同的情況下，通電電流越大越長，產(chǎn)生的熱量越多。在通電電流大小不變，通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。2.為什么選用煤油而不用水？因為煤油的比熱容小，在相同情況下，煤油的溫度變化大，便于觀察。二、焦耳定律導體的電阻越大，通過導體的電流越大，通電時間越長，導體產(chǎn)生的熱量越多，那么導體產(chǎn)生的熱量和電阻、電流及通電時間之間有什么樣的定量關系？電流通過導體產(chǎn)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，這個規(guī)律叫作焦耳定律。電流I的單位是安（A）電阻R的單位是歐（Ω）時間t的單位是秒（s）熱量Q的單位是焦（J）03課堂檢測典型例題1.一個20Ω的電阻，通過0.5A的電流2min，電阻上消耗的電能是_____,釋放熱量為______。2.一個電阻通過0.2A的電流5min，電阻上產(chǎn)生的熱量為600J，這個電阻的阻值是___Ω。3.一個200Ω的電阻通電2min，電阻上消耗的電能是9.6×104J,則通過電阻的電流是______。600J600J502A5.兩個電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；若兩個電熱器的電阻相同，通過的電流之比為1︰3，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為______。4︰31︰94.一個40Ω的電阻，通過0.3A的電流，則通電______min釋放熱量為2160J。106.當0.2A的電流通過一金屬線時產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到0.4A時，在相同的時間內產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的(

)A.2倍 B.4倍C.0.25倍 D.0.5倍B04延伸拓展電