资源简介

(共19张PPT)
第十六章　电流做功与电功率
第4节　科学探究：电流的热效应
1.了解电流热效应。
2.通过探究实验了解电流产生的热量的影响因素。
◎重点:知道电流产生的热量与电流、电阻和通电时间之间的关系。
生活中的物理
在寒冷的冬天我们会用小太阳进行取暖，但同学们有没有发现，小太阳通电后电热丝会烧得通红，但与小太阳相连的导线却不怎么发热，如图所示，这是怎么回事呢？
原来导体通电后会产生热量，但导体产生的热量与什么因素有关呢？
1.提出问题:电流产生的热量与哪些因素有关？
2.猜想与假设:
①可能与　通电时间　有关；
②可能与　导体的电阻大小　有关；
③可能与　通过导体的电流大小　有关。
通电时间　
导体的电阻大小　
通过导体的电流大小　
探究电流产生的热量与时间的关系
·导学建议·
由于电流产生热量的多少与电阻、电流有关，所以在做实验时要注意引导学生控制好电阻丝和电流的大小。
1.设计实验与制订计划:
电流产生的热量不易观察，因此要转换成其他的物理量进行观察，如将产生的热量对煤油加热，用温度计测量煤油的温度，则温度计的示数变化就可以反映电流产生热量的多少。
　设计实验电路:
时间/min 1 2 3 4
温度/ ℃
2.进行实验与收集证据:
按照如图所示的电路图连接实物电路，检查无误后接通电源。按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流的大小不变，每隔1 min记录一次温度计的示数，并计入上面的表格中。
记录实验数据的表格:
3.分析实验数据并得出结论:
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　。
高　
多　
探究电流产生的热量与电阻、电流大小的关系
想一想应控制什么物理量不变，如何设计实验电路可以达到该要求。
1.设计实验与制订计划:
设计实验电路:
电流 R1 R2 初温 / ℃ 末温 / ℃ 温度 变化 量/ ℃ 初温 / ℃ 末温 / ℃ 温度
变化
量/ ℃
I
2I
2.进行实验与收集证据:
按照如上图所示的电路图连接实物电路。
(1)调节滑动变阻器，使电阻通过适当的电流，记录一段时间内两瓶中温度计的初始示数和末示数。
(2)调节滑动变阻器，使电流增大一倍，记录相同的一段时间内两瓶中温度计的初始示数和末示数。
3.分析与论证:
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，电流产生的热量越　多。
在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油温度越　高　，表明电阻越大，电流产生的热量越　大　。
高　
多　
高　
大　
任务总结:电流通过导体时产生热量的多少与导体的　通电时间　、通过导体的　电流　和　电阻　有关。
历史上，英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年发现了电流产生热量与通电时间、通电电流和导体电阻的关系。内容是电流通过导体所产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，与跟通电时间成正比。
焦耳定律的表达式:Q＝I2Rt
通电时
间　
电流　
电阻　
1.电流通过导体时电能转化为内能的现象叫作电流的热效应。
2.利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。
3.电热器的主要组成部分是发热体。它是由电阻率大、熔点高的电阻制成的。
4.焦耳定律的表达式:Q＝　I2Rt　。其中:电流的单位是　A　，电阻的单位是　Ω　，时间的单位是s，这样电热的单位是　 。
I2Rt　
A　
Ω　
J　
讨论电流热效应的利与弊
1.电流热效应的好处(应用)
再举出生活中的应用:　电热水器、电热水壶　。
电热水器、电热水壶　
2.电流热效应的害处(防止)
电热有害的一面:轻则用电器烧坏；重则引发火灾。
如何防止电热的危害？电热产生的根本原因是导体存在电阻。所以减小电阻、加快散热(散热孔、散热片、散热风扇等)可以防止电热的危害。
3.你能用今天探究的结论解释【生活中的物理】中的问题吗？
答　小太阳在使用时，电热丝和导线串联，通过它们的电流相等，通电时间t相同，因为Q＝I2Rt，由于R电热丝远大于R导线，所以电流产生的热量:Q电热丝远大于Q导线，因此电热丝热得发红，而导线却不怎么发热。

展开更多......

收起↑