科学探究：电流的热效应PPT全面版课件

1、知道、知道电流的流的热效效应;2、了解焦耳定律，能用焦耳定律、了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生明生产、生、生活中的一些活中的一些现象；象；3、设计实验，探究，探究电流的流的热效效应与哪些因素有与哪些因素有关；关；4、掌握焦耳定律的内容、公式、单位，能掌握焦耳定律的内容、公式、单位，能运用公式进行简单计算。运用公式进行简单计算。重点：探究重点：探究电流的流的热效效应与哪些因素有关；与哪些因素有关；难点：焦耳定律的点：焦耳定律的应用；用；1、知道电流的热效应;z问题问题1.1.电流热效应的概念是什么？电流热效电流热效应的概念是什么？电流热效应的利用有哪些？应的利用有哪些？z问题问题2.2.电流产生的热量与哪些因素有关？电流产生的热量与哪些因素有关？二、任务驱动，分步探究二、任务驱动，分步探究探究一、电流的热效应探究一、电流的热效应问题1.电流热效应的概念是什么？电流热效应的利用有哪些？二电油炸锅电油炸锅电饭煲电饭煲电熨斗电熨斗电取暖器电取暖器电烤箱电烤箱电热水器电热水器电油炸锅电饭煲电熨斗电取暖器电烤箱电热水器这些常见家用电器的共同特点：这些常见家用电器的共同特点：1.1.电流通过导体时电流通过导体时电能电能转化为转化为内能内能的现象叫做电流的现象叫做电流的热效应。的热效应。2.2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。3.3.电热器的主要组成部分是电热器的主要组成部分是发热体发热体，发热体是由电，发热体是由电阻率大、熔点高阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。这些常见家用电器的共同特点：一、电流的热效应一、电流的热效应1.1.概念：电流通过导体时电能转化成内能的现象。概念：电流通过导体时电能转化成内能的现象。2.2.电流热效应的利用：工厂用电热炼钢，家庭利用电电流热效应的利用：工厂用电热炼钢，家庭利用电热来烧水、取暖、做饭等。热来烧水、取暖、做饭等。一、电流的热效应优点：优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等 优点。优点。缺点：缺点：浪费电能，造成电线老化浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。影响用电器使用寿命。想一想：想一想：电流的热效应有什么利和弊？电流的热效应有什么利和弊？优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等 想一想：电流电热油汀电热油汀电热蚊香电热蚊香电水壶电水壶电熨斗电熨斗电暖器电暖器电炉电炉电热的作用：电热的作用：有利的一面有利的一面取暖、加热食物等；取暖、加热食物等；电热油汀电热蚊香电水壶电熨斗电暖器电炉电热的作用：有利的一面电热的作用：电热的作用：有害的一面有害的一面加快散热的方法三：加快散热的方法三：散热风扇散热风扇加快散热的方法二：加快散热的方法二：散热孔散热孔加快散热的方法一：加快散热的方法一：散热片散热片轻则用电器烧坏；重则引发火灾。轻则用电器烧坏；重则引发火灾。电热的作用：有害的一面加快散热的方法三：散热风扇加快散热的方针对训练针对训练1.下列各组电器中，不全是利用电热工作的是（）下列各组电器中，不全是利用电热工作的是（）A电饭锅、电烙铁、电热毯电饭锅、电烙铁、电热毯B电熨斗、电风扇、电冰箱电熨斗、电风扇、电冰箱 C电炉、电热水器、恒温箱电炉、电热水器、恒温箱D电焊机、电暖器、电吹风电焊机、电暖器、电吹风针对训练z问题问题1.1.电流热效应的概念是什么？电流热效电流热效应的概念是什么？电流热效应的利用有哪些？应的利用有哪些？z问题问题2.2.电流产生的热量与哪些因素有关？电流产生的热量与哪些因素有关？二、任务驱动，分步探究二、任务驱动，分步探究探究一、电流的热效应探究一、电流的热效应问题1.电流热效应的概念是什么？电流热效应的利用有哪些？二电流的热效应电流的热效应与哪些因素有与哪些因素有关？关？点亮的灯泡过一点亮的灯泡过一会儿会烫手，说会儿会烫手，说明什么？明什么？导线和电熨斗串联，为什导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不么电熨斗很热而导线并不是很热？说明什么？是很热？说明什么？电流的热效应与哪些因素有关？点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什首先猜测首先猜测电流电流I I、电阻电阻R R、时间时间t t三者对电流产生的三者对电流产生的热量热量Q Q的多少有影响，然后对电流的多少有影响，然后对电流I I、电阻、电阻R R、时间、时间t t三者进行探究。三者进行探究。二、实验探究电流产生的热量与哪些因素有关二、实验探究电流产生的热量与哪些因素有关首先猜测电流I、电阻R、时间t三者对电流产生的热量Q的多少有控制电流控制电流I I、时间、时间t t相同相同:研究研究电阻电阻R R变变化化 对电热对电热Q Q的影响的影响控制电阻控制电阻R R、时间、时间t t相同相同:研究研究电流电流I I变变化化对电热对电热Q Q的影响的影响控制电阻控制电阻R R、电流、电流I I相同相同:研究研究时间时间t t变化变化对电热对电热Q Q的影响的影响控控制制变变量量法法探究实验用什么物理方法？探究实验用什么物理方法？控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化 对电热Q的影响控制电流通过导体产热电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？也摸不着，如何测量呢？既看不见既看不见也摸不着也摸不着的科学量的科学量既看得见既看得见也能测量也能测量的科学量的科学量转化转化转化转化让电流产生的热量让电流产生的热量被煤油吸收，通过被煤油吸收，通过观察煤油温度的升观察煤油温度的升高（高（观察温度计示观察温度计示数数）来测量。）来测量。想一想：电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见既看不见也摸不着的设计实验：设计实验：研究研究通电时间通电时间对产生热量的影响对产生热量的影响应保持应保持、不变，改变不变，改变。【实验电路图】：【实验电路图】：如何比较电阻丝产生热量的多少？如何比较电阻丝产生热量的多少？.实验探究实验探究R通电时间通电时间电流电流电阻电阻设计实验：实验探究R通电时间电流电阻每隔一分钟记录一每隔一分钟记录一下温度计的示数下温度计的示数每隔一分钟记录一下温度计的示数现象：时间越长，温度计示数越高现象：时间越长，温度计示数越高结论：结论：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况对同一电阻丝，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流产生的热量越多现象：时间越长，温度计示数越高 设计实验：设计实验：探究电热多少与电流的关系：探究电热多少与电流的关系：应保持应保持、不变，改变不变，改变。思考：能不能采用两个电阻并联的方法？思考：能不能采用两个电阻并联的方法？实验探究实验探究电阻电阻通电时间通电时间电流电流设计实验：实验探究电阻通电时间电流进行实验进行实验：每隔一分钟记录一每隔一分钟记录一下温度计的示数下温度计的示数进行实验：每隔一分钟记录一下温度计的示数分析与结论：分析与结论：现象：现象：R甲甲=R乙乙，装有电阻丝，装有电阻丝的锥形的锥形瓶中的煤油的温度升得更高。瓶中的煤油的温度升得更高。结论：结论：对同一电阻丝，在通电时间相同的对同一电阻丝，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。明电流越大，电流产生的热量越多。R乙乙分析与结论：R乙设计实验：设计实验：探究电热多少与电阻的关系：探究电热多少与电阻的关系：应保持应保持、不变，改变不变，改变。【实验电路图】：【实验电路图】：如何比较电阻丝产生热量的多少？如何比较电阻丝产生热量的多少？.实验探究实验探究R1R2通电时间通电时间电流电流电阻电阻设计实验：实验探究R1R2通电时间电流电阻让电阻丝让电阻丝R1和和R2分别加热等质量的煤油，分别加热等质量的煤油，然后比较煤油升高温度的高低。然后比较煤油升高温度的高低。进行实验进行实验：让电阻丝R1和R2分别加热等质量的煤油，然后比较煤油升高温度分析与结论：分析与结论：现象：现象：R1R2，装有电阻丝，装有电阻丝的锥形瓶的锥形瓶中的煤油的温度升得更高。中的煤油的温度升得更高。结论：在通电电流大小不变，通电时间相结论：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大，电流产生的热量越多。明电阻越大，电流产生的热量越多。R2分析与结论：R2实验结论实验结论结论结论1:1:在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越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。大，电流产生的热量越多。结论结论2:2:在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，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。电流产生的热量越多。结论结论3:3:在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越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。长，电流产生的热量越多。实验结论结论1:在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越 z问题问题1.1.焦耳定律的内容是什么？计算公式是焦耳定律的内容是什么？计算公式是什么？什么？z问题问题2.2.怎样理解焦耳定律？怎样理解焦耳定律？二、任务驱动，分步探究二、任务驱动，分步探究探究二、焦耳定律探究二、焦耳定律问题1.焦耳定律的内容是什么？计算公式是什么？二、任务驱动四、达标检测、当堂反馈重点：探究电流的热效应与哪些因素有关；结论1:在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越即UIt I2Rt控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化 对电热Q的影响二、实验探究电流产生的热量与哪些因素有关功全部转化为电热Q=W=UIt优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等即UIt I2Rt既看不见也摸不着的科学量二、任务驱动，分步探究难点：焦耳定律的应用；电热的作用：有利的一面信息快递信息快递 英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳用近四十年的时间用近四十年的时间探索了探索了“电热与电热与电流、电阻、时间电流、电阻、时间的定量的定量关系关系”，不畏艰难，呕心沥血，他为推，不畏艰难，呕心沥血，他为推动人类社会的进步，为科学而贡献几乎毕动人类社会的进步，为科学而贡献几乎毕生的精力，他的事迹非常感人。为了纪念生的精力，他的事迹非常感人。为了纪念这位伟大的科学家，物理上用这位伟大的科学家，物理上用“焦耳焦耳”作作为功或能的单位。把这一定律称作为功或能的单位。把这一定律称作焦耳定焦耳定律律四、达标检测、当堂反馈信息快递 英国物理学家焦耳用近四内容：内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正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。比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律焦耳定律(t)t)电流电流I I-电阻电阻R-R-时间时间t-t-热量热量Q-Q-安培安培（A）欧姆（欧姆（）秒（秒（s）焦耳（焦耳（J）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电焦耳定律的理论推导焦耳定律的理论推导电流通过纯电阻导体时所做电功电流通过纯电阻导体时所做电功W=UItW=UIt电流通过纯电阻导体时所做电电流通过纯电阻导体时所做电功全部转化为电热功全部转化为电热Q=W=UItQ=W=UIt对于纯电阻导体对于纯电阻导体U=IRU=IRQ=W=UIt=IRIt=IQ=W=UIt=IRIt=I2 2RtRt焦耳定律的理论推导电流通过纯电阻导体时所做电功W=UIt电流拓展提升：电功拓展提升：电功和和电热电热的关系的关系 （W W和和Q Q的关系）的关系）在电热器电路在电热器电路 (只有电阻的电路只有电阻的电路)中：（电能几乎中：（电能几乎全部转化为内能）全部转化为内能）W=Q即即UIt=I2Rt 在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）分电能转化为机械能）WQ即即UItI2Rt 拓展提升：电功和电热的关系 （W和Q的关系）在电热说明：说明：焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算由于由于电阻存在，电阻存在，电能转化为内能的那部分能电能转化为内能的那部分能量量即电热即电热。没有电阻，就不产生电热！没有电阻，就不产生电热！结论结论：电功电功W电热电热Q说明：结论：电功W电热Q长，电流产生的热量越多。概念：电流通过导体时电能转化成内能的现象。4、质疑解惑，互帮互学电流热效应的利用：工厂用电热炼钢，家庭利用电热来烧水、取暖、做饭等。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，煤油的温度越高，表明电阻越大，电流产生的热量越多。优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等难点：焦耳定律的应用；C、电视机3现有一电阻值为44的电热壶，它工作时通过的电流为5A，10 s可产生的热量是J。焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算为了纪念这位伟大的科学家，物理上用“焦耳”作为功或能的单位。当电流和电阻相同时，产生的热量与 成正比。B、电风扇加快散热的方法一：散热片电流热效应的利用：工厂用电热炼钢，家庭利用电热来烧水、取暖、做饭等。即UIt I2Rt3、自主纠错，反思错因2、了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象；电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式 (1).Q=UIt(2).Q=只适用于只有电阻的只适用于只有电阻的电路电路,(电能全部转化为电能全部转化为内能内能)的情况。的情况。长，电流产生的热量越多。电流产生热量的其他表达式(1).z1.下列家用电器中，利用电流的热效应工作下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是的是（）zA、电饭锅、电饭锅zB、电风扇、电风扇zC、电视机、电视机zD、洗衣机、洗衣机检测反馈检测反馈A A1.下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是 z1电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，是因为电炉丝发红，而导线却几乎不发热，是因为电炉丝的的比导线大得多，根据焦耳定律可比导线大得多，根据焦耳定律可知，在知，在和和相同时，电炉丝相同时，电炉丝产生了更多的热量产生了更多的热量.电阻电阻电流电流通电时间通电时间巩固练习巩固练习1电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不2我国科研人员研发了百米级第二代高温超导带材，使我国科研人员研发了百米级第二代高温超导带材，使中国跻身该技术领域国际先进行列假如所有导体都中国跻身该技术领域国际先进行列假如所有导体都成了常温下的超导体，那么当用电器通电时，下列说成了常温下的超导体，那么当用电器通电时，下列说法正确的是法正确的是zA白炽灯仍然能发光白炽灯仍然能发光zB电动机仍然能转动电动机仍然能转动zC电饭锅仍然能煮饭电饭锅仍然能煮饭zD电熨斗仍然能熨烫衣服电熨斗仍然能熨烫衣服B2我国科研人员研发了百米级第二代高温超导带材，使中国跻身该3现有一电阻值为现有一电阻值为44的电热壶，它工作时通的电热壶，它工作时通过的电流为过的电流为5A，10s可产生的热量是可产生的热量是J。11000 3现有一电阻值为44的电热壶，它工作时通4、由焦耳定律、由焦耳定律Q=I2Rt可知：可知：当电阻和通电时间相当电阻和通电时间相同时，产生的热量与同时，产生的热量与成正比。成正比。当电流和当电流和通电时间相同时，产生的热量与通电时间相同时，产生的热量与成正比。成正比。当电流和电阻相同时，产生的热量当电流和电阻相同时，产生的热量与与成成正比。正比。5电流通过电扇做功时，电流通过电扇做功时，_能转化为能转化为_能和能和_能如果电流做功能如果电流做功3.5105J，电扇获得，电扇获得的机械能一定的机械能一定_(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)3.5105J.4、由焦耳定律Q=I2Rt可知：当电阻和通电时间相同时，产1 1、闭卷检测，独立完成闭卷检测，独立完成2 2、出示答案，对子互批出示答案，对子互批3 3、自主纠错，反思错因自主纠错，反思错因4 4、质疑解惑，互帮互学质疑解惑，互帮互学5 5、小组汇报，师生点拨小组汇报，师生点拨四、达标检测、当堂反馈四、达标检测、当堂反馈 四、达标检测、当堂反馈 1 1、B B2 2、A A3 3、A A4 4、C C5 5、52800J 0.88kw h52800J 0.88kw h6 6、达标检测参考答案达标检测参考答案达标检测参考答案课本课本P P133133作业：第作业：第1-41-4题。题。作业布置作业布置课本P133作业：第1-4题。作业布置再见科学探究：电流的热效应PPT全面版课件41