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沪科版(2024)九年级全册第四节 科学探究:电流的热效应优质课件ppt
展开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表达式。
小明趁爸爸妈妈不在的时候偷偷看电视,然后在爸爸妈妈回来之前把电视关掉,做到神不知鬼不觉,可是聪明的妈妈,每次回到家里只要摸一下电视,就知道小明有没有看电视。请问:聪明的妈妈是怎么做到的呢?
这些常用电器的共同特点是:
1.这种电流通过导体时电能转化为热能的现象叫做电流的热效应。2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。3.电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
实验探究:电流产生的热量与哪些因素有关
思考下列问题,提出你的猜想!
1.灯泡和电线串联在电路中,电流相同,灯泡热得发光,电线却不怎么热,这是为什么?2.相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉,电线将显著发热,甚至烧坏电线,这又是为什么?3.电熨斗,它通电的时间过长,会产生更多的热量,一不小心,就会损坏衣料。这又是为什么?
猜想:电流产生的热量可能与电流的大小、导体电阻的大小以及通电时间的长短有关。
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
探究实验用什么物理方法?
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
让电流产生的热量被煤油吸收,煤油温度升高,通过观察温度计内液面的升降来比较电流产生热量的多少。
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
当电流通过电阻丝时,电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀,即电流做功使电能转化为物体的内能(W=Q)。当物体的内能增加时,温度就会升高,电流产生的热量越多,温度计管内的液面就上升的越高,示数就越大,我们可以通过温度计示数变化的大小来比较电流产生的热量的多少,从而比较电流做功的多少。
思考:1.为什么实验中要用煤油?用水不行吗?
因为煤油的比热容比水小,所以,等质量的煤油在吸收相同的热量时,煤油的温度升高的比较快。
2.为什么是等量的煤油,不等量行吗?
只有用等量的煤油,才能通过比较它们的温度来讨论电流产生的热量。
1.控制变量法;2.转换法
探究一:电流产生的热量与通电时间是否有关
(1)按下计时器并同时记录温度计的示数,保持电流大小不变。(2)记录实验数据,并填写到设计好的表格中。
结论:在电阻和电流相同时,通电时间越长,产生的热量越多。
探究二:电流产生的热量与电流大小是否有关
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,保持电路中的电流大小为0.2A不变,每隔1min记录一次温度计的示数,并填写到设计好的表格中。(2)取质量、初温都与上述实验相同的煤油,实验电路也与上述实验相同,调节滑动变阻器,保持电路中的电流大小为0.4A不变,每隔1min记录一次温度计的示数,并填写到设计好的表格中。
结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
探究三:电流产生的热量与电阻大小是否有关
闭合开关,保持电路中的电流大小不变,每隔1min记录一次温度计的示数,并填写到设计好的表格中。
结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
Q = I² R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
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。
总结:电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。
电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热,而没有同时转化为其他形式的能量,那么,电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。
即: Q = W = Pt = UIt = IR·It = I2Rt
思考:电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红,而导线却几乎不发热?
原因:导线电阻远小于电炉丝电阻,产生的热量少。
1.下列用电器工作时,将电能全部转化为内能的是( )
A.电风扇 B.电水壶 C.电视机 D.电动车
2.现有甲、乙两个电炉子,已知电炉电阻R1>R2,分别接入电源电压220V的电路中,相同时间内它们发热情况是 ( )A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断
3.如图所示是电热吹风机的内部电路原理图,电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出,电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关 S1、S2 都闭合,二者都正常工作,下列说法正确的是( )A.电动机和电热丝在相同时间内产生的热量相同B.电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能相同C.电动机和电热丝消耗的电功率相同D.电动机消耗的电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能
科学探究:电流的热效应
2.公式:: Q = I2Rt
2.实验:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
1.内容: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。
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