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第四节 科学探究：电流的热效应
想一想，议一议
电饭煲
电熨斗
电取暖器
电烤箱
以上用电器通电工作时，有什么共同特点
1.认识电流的热效应。
2.通过实验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。
3.利用焦耳定律解释生产、生活中相关的电热现象。
4.能运用公式进行简单计算。
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
电流的热效应
【定义】电流通过导体时电能转化成内能的现象。
生活中，还有哪些常见的用电器工作时也利用了电流的热效应
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【猜想1】
电炉子，加热时间越长，产生的热量越多。
可见：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
通电时间
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【猜想2】
　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
可见：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
电阻大小
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【猜想3】
　　电暖器一般有“高温挡”和“低温挡”，产生的热量不同，试分析可能跟什么因素有关？
电流大小
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【设计实验】
控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→ 对电热Q的影响
控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响
控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化→对电热Q的影响
控
制
变
量
法
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【设计实验】
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？
既看不见也摸不着的科学量
既看得见也能测量的科学量
转化
转化
让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃导管内的水柱升降）来测量。
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【电热与电阻】
【结论1】在电阻通过电流Ｉ相同时，电流产生热量多少与通电时间t长短有关，并且通电时间t越长电流产生热量越多。
生活中使用电热器的经验告诉我们，加热时间，
消耗的电能越多，产生的热量越多。
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【电热与电阻】
【结论2】通过电热丝的_______________相同时，电热丝的电阻越___，
电热就越___。
电流和通电时间
大
多
探究：电流产生的热量与哪些因素有关
【电热与电流】
【结论2】电热丝的_______________相同时，电热丝的电流越___，
电热就越___。
电阻和通电时间
大
多
焦耳定律
【内容】电流通过导体所产生的热量与导体的电阻大小成正比，与电流的平方成正比，与通电时间成正比。
【公式】
Ｑ＝Ｉ２Ｒt
焦耳定律
焦耳（1818～1889），英国物理学家。1818年 12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德，1889年10月11日卒于塞尔。
焦耳定律的发现者
电功与电热的关系
①在非纯电阻电路中，W=UIt 求得的是总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中部分转化为内能的能量。
用电器
电能
机械能
内能
其他能
W=UIt
Q=I2Rt
②在纯电阻电路(电热器电路)中：
即：W > Q
W=Q
拓展
【问题1】
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡
和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发烫，电线的发热
却觉察不出来。这是为什么
灯泡的电阻比电线的大得多，产生的热量更多。
拓展
【问题2】
假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将明显发热，有
可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？
大功率用电器的电流过大，引起导线发热过多。
拓展
【问题3】
电路中负荷过大有什么危险？为什么？
电路中负荷过大时，使电路中电流
增大，按Q=I2Rt计算，容易引起线
路发热，甚至烧毁线路。
内容
控制变量法
转换法
时间
电流
电阻
影响电热的因素
引入
实
验
方
法
焦耳定律
电流的热效应
电热计算推导式
表达式
Q=I Rt
Q=W=Pt=UIt=I2Rt
纯电阻电路
适用条件
1.（2020·福建中考）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电视机
C．电热水壶 D．电冰箱
C
【解析】选C。根据焦耳定律 Ｑ＝Ｉ２Ｒt，通电时间相同，电阻之比为 5∶4，产生的热量之比为 5∶1，则通过的电流之比为 2∶1，故C正确。
2.（2020·青岛中考）甲、乙两个电热器的电阻之比为 5∶4，通
电相同时间产生的热量之比为 5∶1，则通过甲、乙的电流之比为
（ ）
A．4∶1 B．1∶4
C．2∶1 D．1∶2
C
3.（2020·广东中考）如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟______的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______（选填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的______（选填 “多”或“少”）。
电阻
转换
少
4.（2020·朝阳中考）将电阻R1和R2串联后接在6V的电源上，R1=40Ω， R2=20Ω， 则通过R1的电流为____A，通电1min后，R2所产生的热量为______J。
0.1
12
非学无以广才，非志无以成学。
——诸葛亮

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