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16.4 科学探究：
电流的热效应
学 习 目 标
1.知道并会探究电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。
2.掌握焦耳定律的内容及其数学表达式。
3.了解电功与电热的关系。
电流的热效应
电路通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
　　电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？　 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？问题与思考实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
猜想与假设
烫手
跟电阻
有关
不烫手
干路
着火
跟电流有关
跟时间有关
用越久约烫手
电流的热效应
实验方法
控制变量法
转换法
（1）当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？
（2）电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？
实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
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
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
Q = I2Rt
焦耳定律
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。
Q的单位：J
I的单位：A
R的单位：Ω
t的单位：s
总结：热量与电流、电阻和通电时间的公式
新知探究
1、当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即：
Q = W = UIt = I2Rt
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
　　W＞Q热
电能 内能+机械能
想一想：W和Q的关系
焦耳定律
新知探究
1、电热的利用
电热驱蚊器
电饭煲
电熨斗
电取暖器
电流热效应的应用与控制
新知探究
利用电热孵化器孵小鸡
优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
1、电热的利用
电流热效应的应用与控制
新知探究
　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
2、电热的防止
电流热效应的应用与控制
新知探究
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
　　电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
电热的利用和防止
　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
3．电热的危害
电炉
现象一、灯泡在刚开始通电不是很热,可过了一
会就很热
现象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没
有太大的变化
现象三、家里的用电器不能无限度的接入，
过多的 接入会引起保险丝烧断或跳闸现象
解释现象
现象四、电视机，收音机，电脑等家用电热器放置一段
时间后，要通电，这是利用（ ）来驱潮。
现象五、电视机外壳的散热窗，计算机的散热扇，电冰箱
放置时后背面与墙壁保持一定的距离。这是都
因为为了防止（ ）带来的危害。
电热
电热
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。
2.电热器：利用电流的热效应工作的用电器。
3.焦耳定律：
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。
公式：Q=I2Rt。
课堂小结

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