还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：苏科版九年级物理下册同步教学精美课件
成套系列资料，整套一键下载
初中第十五章 电功和电热电热器 电流的热效应试讲课教学ppt课件
展开
这是一份初中第十五章 电功和电热电热器 电流的热效应试讲课教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了电热器，电流的热效应，焦耳定律，QI2Rt，①实验装置，②实验原理，④电路连接图，实验结论，结论1，结论2等内容，欢迎下载使用。
三、电热器 电流的热效应
电流所做的功叫作电功。电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能。
电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比。
1焦 =1伏·1安·1秒
①导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？
②点亮的白炽灯泡过一会儿会烫手，说明什么？
通过这节课的学习，你就明白了。
③小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就知道，小明刚看过电视。 你知道他爸爸是根据什么判断的吗？
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
导体中有电流通过时会发热，将电能转化成内能，这种现象称为电流的热效应。
主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。
二、影响电流热效应的因素
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?它们产生的热量是否与电阻有关？
①电热器只有通电才会发热，它们产生的热量是否与电流有关?
③给水加热时，通电时间越长，水的温度越高，电流通过电热器产生的热量是否与时间有关？
如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油)中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，我们可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。1. 如何比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?2. 如何比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?3. 如何比较通电时间对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?
1. 如何比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制？
采用控制变量法进行实验。在比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响时，需要控制电阻与通电时间相同，而电流不等。可以选用同一根电阻丝接入电路，保持通电时间一定，调节滑动变阻器，改变电阻丝的电流。
采用控制变量法进行实验。在比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响时，需要控制电流与通电时间相同，而电流不等。可以选用两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联接入电路，通电一段时间。
2. 如何比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?
采用控制变量法进行实验。在比较通电时间对产生热量的影响时，需要控制电阻与电流相同，而时间不等。可以选用同一根电阻丝接入电路，保持电流不变，改变通电时间。
3. 如何比较通电时间对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?
1. 将如图所示的装置接入电路，闭合开关，观察在一定时间内液体温度的变化。保持时间一定，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验。
实验现象：电流较大时温度计的示数变化大。
2. 如图所示，将两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联后接入电路，通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化。
实验现象：阻值较大的电阻R2对应的温度计的示数变化大。
3. 选用同一根电阻丝接入电路，保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观察液体温度的变化。
实验现象：通电时间越长，温度计的示数变化越大。
由上述实验可知，影响通电导体产生热量的因素有：电流、导体的电阻、通电时间。
结论1：在通电电流和通电时间相同的条件下， 电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2：在电阻和通电时间相同的条件下， 电流越大，电流产生的热量越多。
结论3：在通电电流和电阻相同的条件下， 通电时间越长，电流产生的热量越多。
【例题1】如图甲所示，是“探究电流通过电阻产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。闭合开关，通电30s观察记录烧瓶内液体的初温和末温，计算出液体温度升高量Δt填入表中，然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）。
(1)由上述实验得出：电流产生热量的多少与___________有关；(2)探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，应该选择乙图中_____（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻_____（选填“串联”或“并联”）进行实验。
（1）由表格数据可知，电阻、通电时间相同，电流越大，温度计示数的变化量越大，即电流产生热量的多少与电流大小有关。（2）探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，应保证电流、通电时间相同，即两电阻串联，电阻不同，因此应选择B烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联进行实验。
①焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
②公式： Q = I2Rt
英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。
1焦耳=1安2×1欧×1秒
I 表示电流，单位是安培（A）
R 表示电阻，单位是欧姆（Ω）
t 表示通电时间，单位是秒（S）
Q 表示热量，单位是焦耳（ J ）
③公式中各量单位： Q = I2Rt
焦耳在研究热的本质时，发现了热和功之间的转换关系，最终发展出热力学第一定律。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼彻斯特近郊的沙弗特，英国物理学家，英国皇家学会会员。
他用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。发现了导体电阻、通过导体电流及其产生热能之间的关系，即焦耳定律。
2. 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律
电流通过电饭煲、电炉、电熨斗等电热器时，电能几户全部转化为内能，电热器产生的热量等于电流做的功，即 Q = W 因为电功 W = UIt 根据欧姆定律 U= IR 所以 Q =I2Rt
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。 对只存在电流热效应的电路均可用这些公式来计算热量。
该类电路中，电流通过用电器时，电能几户全部转化为内能，电热器产生的热量等于电流做的功，即
①纯电阻电路中电流产生的热量的计算
根据欧姆定律 U= IR
例如：当电扇工作时，大部分电能转化为机械能，仅有少量的电能转化为内能。 这种情况下，计算产生的热量为：
I 表示电流，R 表示用电器（电动机）的电阻。
在该类电路中，电流做的功只有一部分转化为内能。
②非纯电阻电路中电流产生的热量的计算
③总结：电功与电热的联系
你现在明白了吗？电炉丝通电时，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
【例题2】某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电阻丝的电阻为55Ω，则该电热器在20 min内会产生多少热量?
分析 根据欧姆定律可求出通过电阻丝的电流，根据焦耳定律可求出由热器在20min内产生的热量.解 通过电阻丝的电流 I=U/R=220V/55Ω=4A 电热器产生的热量Q=I²Rt=(4A)² ×55Ω×20×60s=1.056×106J答 电热器在20min内产生的热量为1.056×106J
反思 可以用电功的公式W=UIt来求解吗?
也可以用电功的公式W=UIt求解。因为电热器产生的热量等于电流做的功。
【例题3】某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为20Ω，当它正常工作1min后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少机械能？
解：消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60s=26400J
线圈中产生的热量为： Q=I2Rt=(2A)2×10 Ω×60s=240J
得到的机械能为： W机=W总－Q=26400J－240J=26160J
Ⅰ. 两个透明的容器内部密闭着等量的空气；容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起。
Ⅱ. 两个容器内部的空气与U形管一端相连通。
四、影响电流热效应的因素（第2套方案）
电流产生的热量（Q放）
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量使容器中空气的温度升高、体积膨胀，U形管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。 电流产生的热量越多，液面的高度差越大。
为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。
③实验电路、器材如下所示：
①将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电（提供的电流大且稳定）。
1. 电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？
为了进行多次测量，使用滑动变阻器改变电路中电流的大小。
②分析实验现象，归纳结论
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
①使两个密闭容器内部的电阻一样大，在右边容器的外部，将一个阻值相同的电阻R3和这个容器内的电阻并联； 由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同。
2. 电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？
在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
①将一根电阻丝接入电路中，控制通电电流不变、电阻大小不变，改变通电时间，观察U形管液面的高度差。
3. 电流通过导体时产生的热量与时间的关系
在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
【例题4】探究“电流产生的热量” 用如图所示的电路。①图甲所示电路，是通过_______的方法来保证流过两电热丝的电流相等，这是探究电流产生热量的多少与________的关系。
②图乙所示电路，在容器外部并联电阻丝的方法来可以使通过容器内两电热丝的电流___________（选填“相同”或“不相同”），这是探究电流产生热量的多少与________的关系。
电流通过计算机中的硬件如中央处理器（CPU）、显卡的图形处理芯片（GPU）时，不可避免地会产生热量，如果散热措施不当，就会影响整个系统的稳定性和硬件的使用寿命.因此，在计算机的CPU和GPU上通常都装有散热器。它一般由电扇和散热片组成，散热片可以做成各种不同的形状，其目的都是增大与空气的接触面积。散热片通过铜片与CPU或GPU紧密接触，使产生的热量能迅速传导到散热片上，电扇叶片高速旋转向散热片吹风，达到散热的目的，从而使硬件的温度保持在允许的范围内.
如图所示的是圆形铜质散热器，它的电扇安装在机箱上，这样不仅可以避免散热片的共振，而且散热效果也比较好.你还能举出其他例子说明人们有时需要利用电热，而有时又要减少电热吗?
表述：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
公式: Q = I2Rt
纯电阻电路 Q=W
电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
WHAT•WHY•WOW
1. 电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热。这主要是因为（ ）A. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线消耗的电能很少 B.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 C.导线散热比电阻丝快 D.导线的绝缘皮隔热
四、课外实践与练习——WWW
因为电阻丝与导线串联，电流与通电时间相等，但是电阻丝的电阻远大于电线的电阻，根据焦耳定律Q=I 2Rt 可知，在相同时间内，电阻丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热。 选项A正确
2. 一种家用电暖器的规格为“220V 1000W这种电暖器正常工作时内部电热丝的电阻是多大?在额定电压下工作10min，产生的热量是多少焦?
内部电热丝产生的热量为： Q=W=Pt=1000W×60s×10 =6×105J
3. 某型号的电饭锅有两挡，“1”挡是高温烧煮，“2”挡是焖饭、保温，其测试电路如图所示。（1）若开关S先后置于“1”挡和“2”挡时，串联在电路中的电流表示数分别为5A和0.1A，求电阻R0和R的阻值.（2）当开关S置于“1”挡和“2”挡时，电饭锅的功率分别是多大?
（1）当开关S置于“1”挡时，电路为R0的简单电路，电路中电流为5A，电阻R0的阻值： R0 =U/I=220V/5A=44Ω 当开关S置于“2”挡时，R0与R串联，电路中的电流0.1A，电路中的总电阻：R=UI′=220V/0.1A=2200Ω R的阻值：R=R总-R0=2200Ω-44Ω=2156Ω （2）当开关S置于“1”挡时，电饭锅的功率： P1=UI′=220V×5A=1100W当S置于“2”挡时电饭锅的功率P2=UI′=220V×0.1A=22W．
4. 有一台额定功率为150W的电冰箱，一天消耗的电能为1.2kw·h。假设电冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能，请估算该电冰箱的压缩机在一天内工作的总时间.
根据P=W/t 可得 t=W/P = 1.2kw·h/0.15kW=8h
1. 下列四种电器，利用电流热效应工作的是（ ） A. 洗衣机 B. 电视机 C. 录音机 D. 电饭煲
电饭煲是利用电流热效应工作的。洗衣机主要把电能转化为机械能；电视机主要把电能转化为光能与声能；录音机主要转化为机械能。 所以选D。
2. 将规格都是“220V 180W”的一台电风扇和一床电热毯，都接入家庭电路中，通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）A. 电风扇产生的热量多 B. 电热毯产生的热量多C. 二者产生的热量一样多 D. 无法比较二者产生的热量
①家庭电路中，电压U=220V，二个用电器的功率相同；② 电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小；电热毯工作时把电能几乎全部转化为内能，所以产生热量多的是电热毯。 故选B。
3. 小华的爷爷购买了一个电热水器，使用时发现通电不长时间，其电源线很热，甚至能闻出橡胶的焦味，于是决定用他学过的物理知识向消费者协会投诉，他可从以下哪个方面的鉴定提出投诉（ ）A．电压太高 B．导线太短 C．导线太粗 D．导线太细
根据焦耳定律Q=I2Rt，当导线中的电流、通电时间一定时，引起电热过多的原因是电阻太大； 因为材料、长度、横截面积、温度都影响电阻，由生活经验可知，商家不能通过长度、温度作弊的，只能从材料、横截面积方面，所以应该是导线太细导致电阻过大的原因。
4. 用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是 （ ）
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
①由图可知，两电阻丝串联，电流、通电时间都相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；②由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2，故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B与D错误；
③通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确.
5. 在探究影响电流热效应因素的实验中： ①用到的物理实验方法有 和 ； ②通过图甲可得到的结论：在 相同、 相同的情况下，电阻越大，产生的热量 ； ③由图乙可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多。
6． 如图是“探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
①实验中，乙容器外部电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等。②由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
③通过对比观察， 容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
①实验中，乙容器外部电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等。
①实验中，乙容器外部电阻与容器内电阻并联，分走了一部分电流，所以作用是为了使左右容器内导体的电流不相等。
6． 如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。
②由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
②由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是转换法。
③通过对比观察， (选填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
③通过对比观察，甲容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
7. 如图甲所示是某品牌电饭煲，图乙是该电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过开关S进行调节，R0与R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在220V的电源上，用高温档工作时，电路的总功率为1000W；用保温档工作时，电路的总功率为440W。求：①电饭煲在高温档时，开关S应___（选填“闭合”或“断开”）。②电热丝R0的阻值是多少？③当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是多少？
三、电热器 电流的热效应
电流所做的功叫作电功。电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能。
电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比。
1焦 =1伏·1安·1秒
①导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？
②点亮的白炽灯泡过一会儿会烫手，说明什么？
通过这节课的学习，你就明白了。
③小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就知道，小明刚看过电视。 你知道他爸爸是根据什么判断的吗？
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
导体中有电流通过时会发热，将电能转化成内能，这种现象称为电流的热效应。
主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。
二、影响电流热效应的因素
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?它们产生的热量是否与电阻有关？
①电热器只有通电才会发热，它们产生的热量是否与电流有关?
③给水加热时，通电时间越长，水的温度越高，电流通过电热器产生的热量是否与时间有关？
如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油)中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，我们可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。1. 如何比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?2. 如何比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?3. 如何比较通电时间对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?
1. 如何比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制？
采用控制变量法进行实验。在比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响时，需要控制电阻与通电时间相同，而电流不等。可以选用同一根电阻丝接入电路，保持通电时间一定，调节滑动变阻器，改变电阻丝的电流。
采用控制变量法进行实验。在比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响时，需要控制电流与通电时间相同，而电流不等。可以选用两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联接入电路，通电一段时间。
2. 如何比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?
采用控制变量法进行实验。在比较通电时间对产生热量的影响时，需要控制电阻与电流相同，而时间不等。可以选用同一根电阻丝接入电路，保持电流不变，改变通电时间。
3. 如何比较通电时间对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?
1. 将如图所示的装置接入电路，闭合开关，观察在一定时间内液体温度的变化。保持时间一定，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验。
实验现象：电流较大时温度计的示数变化大。
2. 如图所示，将两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联后接入电路，通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化。
实验现象：阻值较大的电阻R2对应的温度计的示数变化大。
3. 选用同一根电阻丝接入电路，保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观察液体温度的变化。
实验现象：通电时间越长，温度计的示数变化越大。
由上述实验可知，影响通电导体产生热量的因素有：电流、导体的电阻、通电时间。
结论1：在通电电流和通电时间相同的条件下， 电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2：在电阻和通电时间相同的条件下， 电流越大，电流产生的热量越多。
结论3：在通电电流和电阻相同的条件下， 通电时间越长，电流产生的热量越多。
【例题1】如图甲所示，是“探究电流通过电阻产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。闭合开关，通电30s观察记录烧瓶内液体的初温和末温，计算出液体温度升高量Δt填入表中，然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）。
(1)由上述实验得出：电流产生热量的多少与___________有关；(2)探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，应该选择乙图中_____（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻_____（选填“串联”或“并联”）进行实验。
（1）由表格数据可知，电阻、通电时间相同，电流越大，温度计示数的变化量越大，即电流产生热量的多少与电流大小有关。（2）探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，应保证电流、通电时间相同，即两电阻串联，电阻不同，因此应选择B烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联进行实验。
①焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
②公式： Q = I2Rt
英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。
1焦耳=1安2×1欧×1秒
I 表示电流，单位是安培（A）
R 表示电阻，单位是欧姆（Ω）
t 表示通电时间，单位是秒（S）
Q 表示热量，单位是焦耳（ J ）
③公式中各量单位： Q = I2Rt
焦耳在研究热的本质时，发现了热和功之间的转换关系，最终发展出热力学第一定律。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼彻斯特近郊的沙弗特，英国物理学家，英国皇家学会会员。
他用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。发现了导体电阻、通过导体电流及其产生热能之间的关系，即焦耳定律。
2. 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律
电流通过电饭煲、电炉、电熨斗等电热器时，电能几户全部转化为内能，电热器产生的热量等于电流做的功，即 Q = W 因为电功 W = UIt 根据欧姆定律 U= IR 所以 Q =I2Rt
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。 对只存在电流热效应的电路均可用这些公式来计算热量。
该类电路中，电流通过用电器时，电能几户全部转化为内能，电热器产生的热量等于电流做的功，即
①纯电阻电路中电流产生的热量的计算
根据欧姆定律 U= IR
例如：当电扇工作时，大部分电能转化为机械能，仅有少量的电能转化为内能。 这种情况下，计算产生的热量为：
I 表示电流，R 表示用电器（电动机）的电阻。
在该类电路中，电流做的功只有一部分转化为内能。
②非纯电阻电路中电流产生的热量的计算
③总结：电功与电热的联系
你现在明白了吗？电炉丝通电时，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
【例题2】某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电阻丝的电阻为55Ω，则该电热器在20 min内会产生多少热量?
分析 根据欧姆定律可求出通过电阻丝的电流，根据焦耳定律可求出由热器在20min内产生的热量.解 通过电阻丝的电流 I=U/R=220V/55Ω=4A 电热器产生的热量Q=I²Rt=(4A)² ×55Ω×20×60s=1.056×106J答 电热器在20min内产生的热量为1.056×106J
反思 可以用电功的公式W=UIt来求解吗?
也可以用电功的公式W=UIt求解。因为电热器产生的热量等于电流做的功。
【例题3】某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为20Ω，当它正常工作1min后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少机械能？
解：消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60s=26400J
线圈中产生的热量为： Q=I2Rt=(2A)2×10 Ω×60s=240J
得到的机械能为： W机=W总－Q=26400J－240J=26160J
Ⅰ. 两个透明的容器内部密闭着等量的空气；容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起。
Ⅱ. 两个容器内部的空气与U形管一端相连通。
四、影响电流热效应的因素（第2套方案）
电流产生的热量（Q放）
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量使容器中空气的温度升高、体积膨胀，U形管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。 电流产生的热量越多，液面的高度差越大。
为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。
③实验电路、器材如下所示：
①将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电（提供的电流大且稳定）。
1. 电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？
为了进行多次测量，使用滑动变阻器改变电路中电流的大小。
②分析实验现象，归纳结论
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
①使两个密闭容器内部的电阻一样大，在右边容器的外部，将一个阻值相同的电阻R3和这个容器内的电阻并联； 由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同。
2. 电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？
在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
①将一根电阻丝接入电路中，控制通电电流不变、电阻大小不变，改变通电时间，观察U形管液面的高度差。
3. 电流通过导体时产生的热量与时间的关系
在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
【例题4】探究“电流产生的热量” 用如图所示的电路。①图甲所示电路，是通过_______的方法来保证流过两电热丝的电流相等，这是探究电流产生热量的多少与________的关系。
②图乙所示电路，在容器外部并联电阻丝的方法来可以使通过容器内两电热丝的电流___________（选填“相同”或“不相同”），这是探究电流产生热量的多少与________的关系。
电流通过计算机中的硬件如中央处理器（CPU）、显卡的图形处理芯片（GPU）时，不可避免地会产生热量，如果散热措施不当，就会影响整个系统的稳定性和硬件的使用寿命.因此，在计算机的CPU和GPU上通常都装有散热器。它一般由电扇和散热片组成，散热片可以做成各种不同的形状，其目的都是增大与空气的接触面积。散热片通过铜片与CPU或GPU紧密接触，使产生的热量能迅速传导到散热片上，电扇叶片高速旋转向散热片吹风，达到散热的目的，从而使硬件的温度保持在允许的范围内.
如图所示的是圆形铜质散热器，它的电扇安装在机箱上，这样不仅可以避免散热片的共振，而且散热效果也比较好.你还能举出其他例子说明人们有时需要利用电热，而有时又要减少电热吗?
表述：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
公式: Q = I2Rt
纯电阻电路 Q=W
电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
WHAT•WHY•WOW
1. 电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热。这主要是因为（ ）A. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线消耗的电能很少 B.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 C.导线散热比电阻丝快 D.导线的绝缘皮隔热
四、课外实践与练习——WWW
因为电阻丝与导线串联，电流与通电时间相等，但是电阻丝的电阻远大于电线的电阻，根据焦耳定律Q=I 2Rt 可知，在相同时间内，电阻丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热。 选项A正确
2. 一种家用电暖器的规格为“220V 1000W这种电暖器正常工作时内部电热丝的电阻是多大?在额定电压下工作10min，产生的热量是多少焦?
内部电热丝产生的热量为： Q=W=Pt=1000W×60s×10 =6×105J
3. 某型号的电饭锅有两挡，“1”挡是高温烧煮，“2”挡是焖饭、保温，其测试电路如图所示。（1）若开关S先后置于“1”挡和“2”挡时，串联在电路中的电流表示数分别为5A和0.1A，求电阻R0和R的阻值.（2）当开关S置于“1”挡和“2”挡时，电饭锅的功率分别是多大?
（1）当开关S置于“1”挡时，电路为R0的简单电路，电路中电流为5A，电阻R0的阻值： R0 =U/I=220V/5A=44Ω 当开关S置于“2”挡时，R0与R串联，电路中的电流0.1A，电路中的总电阻：R=UI′=220V/0.1A=2200Ω R的阻值：R=R总-R0=2200Ω-44Ω=2156Ω （2）当开关S置于“1”挡时，电饭锅的功率： P1=UI′=220V×5A=1100W当S置于“2”挡时电饭锅的功率P2=UI′=220V×0.1A=22W．
4. 有一台额定功率为150W的电冰箱，一天消耗的电能为1.2kw·h。假设电冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能，请估算该电冰箱的压缩机在一天内工作的总时间.
根据P=W/t 可得 t=W/P = 1.2kw·h/0.15kW=8h
1. 下列四种电器，利用电流热效应工作的是（ ） A. 洗衣机 B. 电视机 C. 录音机 D. 电饭煲
电饭煲是利用电流热效应工作的。洗衣机主要把电能转化为机械能；电视机主要把电能转化为光能与声能；录音机主要转化为机械能。 所以选D。
2. 将规格都是“220V 180W”的一台电风扇和一床电热毯，都接入家庭电路中，通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）A. 电风扇产生的热量多 B. 电热毯产生的热量多C. 二者产生的热量一样多 D. 无法比较二者产生的热量
①家庭电路中，电压U=220V，二个用电器的功率相同；② 电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小；电热毯工作时把电能几乎全部转化为内能，所以产生热量多的是电热毯。 故选B。
3. 小华的爷爷购买了一个电热水器，使用时发现通电不长时间，其电源线很热，甚至能闻出橡胶的焦味，于是决定用他学过的物理知识向消费者协会投诉，他可从以下哪个方面的鉴定提出投诉（ ）A．电压太高 B．导线太短 C．导线太粗 D．导线太细
根据焦耳定律Q=I2Rt，当导线中的电流、通电时间一定时，引起电热过多的原因是电阻太大； 因为材料、长度、横截面积、温度都影响电阻，由生活经验可知，商家不能通过长度、温度作弊的，只能从材料、横截面积方面，所以应该是导线太细导致电阻过大的原因。
4. 用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是 （ ）
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
①由图可知，两电阻丝串联，电流、通电时间都相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；②由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2，故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B与D错误；
③通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确.
5. 在探究影响电流热效应因素的实验中： ①用到的物理实验方法有 和 ； ②通过图甲可得到的结论：在 相同、 相同的情况下，电阻越大，产生的热量 ； ③由图乙可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多。
6． 如图是“探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
①实验中，乙容器外部电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等。②由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
③通过对比观察， 容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
①实验中，乙容器外部电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等。
①实验中，乙容器外部电阻与容器内电阻并联，分走了一部分电流，所以作用是为了使左右容器内导体的电流不相等。
6． 如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。
②由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
②由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是转换法。
③通过对比观察， (选填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
③通过对比观察，甲容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
7. 如图甲所示是某品牌电饭煲，图乙是该电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过开关S进行调节，R0与R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在220V的电源上，用高温档工作时，电路的总功率为1000W；用保温档工作时，电路的总功率为440W。求：①电饭煲在高温档时，开关S应___（选填“闭合”或“断开”）。②电热丝R0的阻值是多少？③当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是多少？
相关课件
初中物理苏科版九年级全册电热器 电流的热效应优秀教学课件ppt： 这是一份初中物理苏科版九年级全册电热器 电流的热效应优秀教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了丰富多彩的电器世界，电热器，电流的热效应，焦耳定律，QI2Rt，①实验装置，②实验原理，④电路连接图，实验结论，结论1等内容，欢迎下载使用。
初中物理苏科版九年级全册第十五章 电功和电热电热器 电流的热效应精品教学ppt课件： 这是一份初中物理苏科版九年级全册第十五章 电功和电热电热器 电流的热效应精品教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了丰富多彩的电器世界，电热器，电流的热效应，焦耳定律，QI2Rt，①实验装置，②实验原理，④电路连接图，实验结论，结论1等内容，欢迎下载使用。
初中苏科版电热器 电流的热效应课文课件ppt： 这是一份初中苏科版电热器 电流的热效应课文课件ppt，共20页。PPT课件主要包含了电热器，电流的热效应，电能转化内能，设计过程，实验设计，猜想假设，自习书本第14页，方法一用火柴检验，方法三利用热胀冷缩，方法二利用温度计等内容，欢迎下载使用。
