初中沪科版第四节 科学探究：电流的热效应教学设计

§16.4 科学探究：电流的热效应

【学习目标】

1.通过实例认识电能可以转化为内能，了解电热的应用。

2.通过实验探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验过程，有控制变量的意识。

3.能说出焦耳定律的内容，能写出焦耳定律的公式。知道公式中相关物理量的物理意义及单位。

4.会应用焦耳定律进行简单的计算。

5.能利用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。

【课堂导学】

（一）电流的热效应

提出问题：电流通过导体时会产生热量，电流产生的热量与哪些因素有关呢？

猜想：                                                          。

1. 探究电流产生的热量与通电时间是否有关

设计实验：

电路图：

实验结果显示：

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       ，表明电流产生的热量越          。

2. 探究电流产生的热量与电流的大小是否有关

设计实验于记录数据：

取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍按图16-14连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。

实验结论：将此次测量的温度与上次温度对比，可知：

对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，没有的温度越        ，表明电流越大，电流产生的热量越        。

3. 探究电流产生的热量与电阻的大小是否有关

设计实验：

电路图：

进行试验与收集证据：

实验结论：

在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越          ，表明电阻越大，电流产生的热量越          。

（二）焦耳定律

英国物理学家焦耳通过大量实验得出了电流产生的热量跟电流大小、导体的电阻以及通电时间的关系是：

                                                                              。

这一定律被称为                ，表达式是             。公式中个物理量的意义及单位分别是什么？                                               。

例题：一电阻丝的电阻为120Ω，接在220V的电路中，通电15min产生的热量是多少焦耳？

课堂导学答案

（一）     电流 电阻 通电时间  1、高 多 2、高 多  3、高 多

（二）     电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比 焦耳定律

Q=I²Rt  363000J

【课堂练习】

1.将一台“220V　100W”的电风扇、一个“220V　100W”的充电器、一把“220V　100W”的电烙铁分别接到220V的电源上，在相同时间内，通电后产生热量最多的是（　　　）

A.电烙铁　　　B.充电器　　　　C.电风扇　　　　D.一样多

2.在相同时间内，电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多，则下列说法正确的是（     ）

A.甲的电阻一定大于乙的电阻

B.甲两端的电压一定大于乙两端的电压

C.甲中的电流一定大于乙中的电流

D.甲的实际功率一定大于乙的实际功率

3.把两全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源 上，它们在时间 t内产生的热量为Q1；若把它们并联起来接在同一电源上，在相同的时间内产生的热量为Q2，则

(       )

A.Q1∶Q2＝1∶4　　B.Q1∶Q2＝4∶1　　　C.Q1∶Q2＝1∶2　　　D.Q1∶Q2＝2∶1

4.在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同的物理量是（　　　　）

A.通过它们的电流和加在两端的电压

B.通过它们的电流和它们的电阻

C.通过它们的电流和通电时间

D.通过它们的电流、加在它们两端的电压及通电时间

5.电熨斗通电生很烫，而连接电熨斗的导线却并不怎么热，这是因为（　　　）

A.导线不绝缘保护层，能隔热              B.导线散热快，所以温度低

C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流    D.导线电阻小产生的热量少

6.为了使电热器的功率变为原来的一半，下列办法中正确的是（     ）

A.保持电压不变，电阻变为原来的一半；

B.保持电阻不变，电压变为原来的一半；

C.电压和电阻都变为原来的一半；

D.使电压变为原来的1/4，电阻变为原来的一半

7.用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为 (     )

A．t／4　　B．t／2　　　 C．2t 　 　D．4t

8.有一只电烙铁，如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，下面几种改装方法可行的是：(    )

A．把电阻丝剪去一小段。      B．更换一根较粗的电阻丝。

C．与电阻丝串联一个电阻。  D．与电阻丝并联一个电阻

9.电动汽车成为未来汽车发展的方向。若汽车所用电动机两端的电压为380V，电动机线圈的电阻为2Ω，通过电动机的电流为10A，则电动机工作10min消耗的电能为多少焦？产生的热量是多少焦？

课堂练习

1、A  2、D  3、A   4、C  5、D  6、B  7、D  8、C  9、2280000J  120000J