科学探究电流的热效应（第一课时）ppt课件.ppt

烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人看科技：电加热封口器第十六章电流做功与电功率第十六章电流做功与电功率第四节科学探究：电流的热效应我是一个在黑暗中的孩子。我是一个在黑暗中的孩子。我从夜的被单里向您伸出我的双手，母亲。我从夜的被单里向您伸出我的双手，母亲。印度印度泰戈尔泰戈尔 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人学习目标1.认识常见的电热器，知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置，知道电热器的主要结构发热体（电热丝）。知道电流的三点效应：热效应、磁效应、化学效应。2.通过探究，知道电流产生的热量与哪些因素有关，会运用控制变量法和转化法，探究影响电流产生热量的因素。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人用手摸一下电视机后盖用手摸一下电视机后盖 上周六，小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看上周六，小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。当爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，电视。当爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。很高兴。可是可是，后来发现小刚说了谎。，后来发现小刚说了谎。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？情境导入烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人通电后，这些通电后，这些用电器会发热，用电器会发热，为什么？为什么？烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人自主学习认真阅读教材回答下列问题1、电流通过电饭煲，是将能转化为能；电流通过电热毯，是将能转化为能；电流通过电视机时，时间长了，电视机壳也会发热，这种电流通过导体时，导体会发热现象叫做电流的效应。2、（79页）在生活、生产中，例如、都是利用电流的热效应工作的；例如、等用电器工作时，为减少电热产生的危害都采用设置、或在发热部位安装等方法来热。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人3、根据生活体验和阅读课本77页问题与思考，猜想：电流通过导体产生的热量与、因素有关。4、国物理学家，通过大量的实验总结出：电流通过导体产生的跟成正比，跟成，跟_成。这个规律叫做。用公式表示为：Q=其中：I表示，单位；R表示，单位；t表示，单位；Q表示，单位5、一个10的电阻，通过它的电流为1A，通电10s产生的热量为多少？烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 电流通过导体产电流通过导体产 生热的多少跟什么生热的多少跟什么因素有关？因素有关？点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？一、电流的热效应一、电流的热效应：电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。能，这种现象叫做电流的热效应。合作共建烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 猜想与假设猜想与假设 1.可能与可能与电阻电阻有关。有关。电阻越大，电流热效应越大电阻越大，电流热效应越大电流的热效应与那些因素有关？电流的热效应与那些因素有关？2.可能与可能与电流电流有关。有关。电流越大，电流热效应越大电流越大，电流热效应越大3.可能与可能与通通电时间电时间有关。有关。通电时间越长，电流热通电时间越长，电流热效应越大效应越大烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人演示实验演示实验实验方法实验方法 实验目的实验目的 研究电流通过导体产生的研究电流通过导体产生的热量热量跟哪些跟哪些因素因素有关有关 实验原理实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油使瓶中的煤油温度升高、温度计示数上温度升高、温度计示数上升升。我们可以通过温度计示数上升的多少。我们可以通过温度计示数上升的多少比较电流产生的热量比较电流产生的热量.控制变量法控制变量法物理学中对于物理学中对于多变量多变量问题，通常使问题，通常使其它量其它量相同，并改变其中相同，并改变其中一个量一个量的大小，从而使的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为问题得到简化。我们称此方法为控制变量控制变量法法探究电流的热效应跟哪些因素有关探究电流的热效应跟哪些因素有关 制定计划制定计划制定计划制定计划烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 设计实验设计实验 讨论讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么什么方法去研究？方法去研究？答答:控制变量法控制变量法讨论讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？量？答：转换法答：转换法电热电热气体（或液体）受热膨胀，观察产生热气体（或液体）受热膨胀，观察产生热量的多少量的多少实验中，通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少，烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人探究影响电流热效应的因素烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人演示电阻丝电阻丝结论：结论：在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产的产生的热量多。生的热量多。探究一：产热多少与通电时间的关系探究一：产热多少与通电时间的关系实验验证实验验证实验验证实验验证烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人演示电阻丝电阻丝结论：结论：在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻相同时，电流，电流越越 大大 的产生的热量多。的产生的热量多。探究二：产热多少与电流大小的关系探究二：产热多少与电流大小的关系返回返回实验验证实验验证实验验证实验验证烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人演示电阻丝电阻丝结论：结论：在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。探究三：产热多少与电阻大小的关系探究三：产热多少与电阻大小的关系实验验证实验验证实验验证实验验证烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，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电流产生的热量越多.在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流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产生的热量越多.进一步的研究表明电流产生的热量与电流的平方成正比.在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，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电流产生的热量越多.123实验分析实验分析烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1.1.内内容容：电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量跟跟电电流流的的平平方方成成正正比比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.2.2.公式：公式：Q=I2Rt3.3.单位：单位：I-I-安，安，R-R-欧，欧，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦.注意注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到的电流增加到3 3倍时，它产生的热量增大到倍时，它产生的热量增大到 倍倍9英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳做了大量的实验，于做了大量的实验，于18401840年最先精确地年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律焦耳定律.得出结论得出结论得出结论得出结论烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 早在早在1840年，英国物理学家焦耳年，英国物理学家焦耳通过实验研究发现：通过实验研究发现：通电导体产生的通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正的电阻成正比，还跟通电的时间成正比比。这就是。这就是焦耳定律焦耳定律Q=I2Rt 单位：焦耳（单位：焦耳（J）烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人焦耳定律焦耳定律Q =I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S公式：公式：意义：意义：单位：单位：二、焦耳定律二、焦耳定律：电流通过导体产生的：电流通过导体产生的热量跟热量跟电流的二次方成正比电流的二次方成正比，跟导体，跟导体的的电阻成正比电阻成正比，跟，跟通电时间成正比通电时间成正比。焦耳焦耳 (18181889)烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。电流热效应跟电阻的关系电流热效应跟电阻的关系在串联电路中，由在串联电路中，由P=I2R可知：可知：电流相等时，导体产生的热量跟电阻成电流相等时，导体产生的热量跟电阻成正比正比电压相等时，导体产生的热量跟电阻成电压相等时，导体产生的热量跟电阻成反比反比在并联电路中，由在并联电路中，由 可知：可知：讨论：讨论：通电导体产生的热量跟电阻到通电导体产生的热量跟电阻到底是成正比还是成反比？你是怎样底是成正比还是成反比？你是怎样理解的？理解的？电流一定（正比）电流一定（正比）电压一定（反比）电压一定（反比）烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人例例1 1：流过一根：流过一根1010欧姆的电阻丝的电流为欧姆的电阻丝的电流为 2 2安培，问这根电阻丝在安培，问这根电阻丝在3030秒内产热多少？秒内产热多少？例题例题解题格式：解题格式：解题格式：解题格式：已知：已知：求：求：解：解：答：答：电阻电阻R=10，电流，电流I=2A，时间，时间t=30s电热电热Q由焦耳定律：由焦耳定律：Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）这根电阻丝共产热这根电阻丝共产热1200J。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人例题例题例例2 2：一根：一根5050欧姆的电阻丝工作了欧姆的电阻丝工作了1010秒钟后秒钟后产生产生1.8*101.8*104 4焦耳的热量，问流过这根电阻焦耳的热量，问流过这根电阻丝的电流是多少？丝的电流是多少？解题格式：解题格式：解题格式：解题格式：已知：已知：求：求：解：解：答：答：电阻电阻R=50，热量，热量Q=1.8*104J，时间，时间t=10s电流电流I由焦耳定律：由焦耳定律：Q=I2Rt所以：所以：I=（Q/Rt）1/2=（1.8*104/（50*10）1/2=6（A）这根电阻流过的电流为这根电阻流过的电流为6安培。安培。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人电动机电动机1.能量转化：能量转化：电能电能=机械能机械能+内能内能2.总功（电能）：总功（电能）：W总总=UIt3.有用功（机械能）：有用功（机械能）：W有有=Gh4.额外功（内能、热量）：额外功（内能、热量）：烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人2.如如图图所示的所示的电动电动机是一种使用广泛的机是一种使用广泛的动动力机械，从能力机械，从能量量转转化的角度看它主要是把化的角度看它主要是把电电能能转转化化为为机械能，机械能，还还有有一部分能量在一部分能量在线线圈中以圈中以热热量的形式散失掉。量的形式散失掉。现现有一台有一台电电动动机，当机，当电动电动机两端加机两端加220V电压时电压时，通，通过电动过电动机机线线圈圈的的电电流流为为50A。问问：（1）每分）每分钟该电动钟该电动机消耗的机消耗的电电能是多少，能是多少，（2）已知）已知电电流通流通过导过导体体时产时产生的生的热热量量Q=I2Rt（其中（其中I、R和和t分分别别表示通表示通过导过导体的体的电电流、流、导导体的体的电电阻和通阻和通电电时间时间），若），若该电动该电动机机线线圈的圈的电电阻是阻是0.4，则线则线圈每分圈每分钟产钟产生的生的热热量是多少量是多少?（3）这这台台电动电动机每分机每分钟钟所做的机械功是多少所做的机械功是多少?烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 焦焦耳耳在在18181818年年1212月月2424日日生生于于英英国国曼曼彻彻 斯斯特特，他他的的父父亲亲是是一一个个酿酿酒酒厂厂主主.焦焦耳耳自自幼幼跟跟随随父父亲亲参参加加酿酿酒酒劳劳动动，没没有有受受过过正正规规的的教教育育。青青年年时时期期，在在别别人人的的介介绍绍下下，焦焦耳耳认认识识了了著著名名的的化化学学家家道道尔尔顿顿.道道尔尔顿顿给给予予了了焦焦耳耳热热情情的的教教导导.焦焦耳耳向向他他虚虚心心的的学学习习了了数数学学、哲哲学学和和化化学学，这这些些知知识识为为焦焦耳耳后后来来的的研研究究奠奠定定了了理理论论基基础础.1840.1840年年，焦焦耳耳把把环环形形线线圈圈放放入入装装水水的的试试管管内内，测测量量不不同同电电流流强强度度和和电电阻阻时时的的水水温温.通通过过这这一一实实验验，他他发发现现：导导体体在在一一定定时时间间内内放放出出的的热热量量与与导导体体的的电电阻阻及及电电流流强强度度的的平平方方之之积积成成正正比比.四四年年之之后后，俄俄国国物物理理学学家家楞楞次次公公布布了了他他的的大大量量实实验验结结果果，从从而而进进一一步步验验证证了了焦焦耳耳关关于于电电流流热热效效应应之之结结论论的的正正确确性性.因因此此，该该定定律律称称为为焦焦耳耳楞楞次次定定律律.焦焦耳耳活活到到了了七七十十一一岁岁.1889.1889年年1010月月1111日日，焦焦耳耳在在索索福福特特逝逝世世.后后人人为为了了纪纪念念焦焦耳耳，把把功功和和能能的的单单位定为焦耳位定为焦耳.烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人小结小结1 1、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成 内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应内能，这就是电流的热效应2 2、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟 导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这 就是焦耳定律就是焦耳定律就是焦耳定律就是焦耳定律3 3、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制、电流的热效应有时候要利用有时候要控制烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示1、电热器是利用电流的_效应工作的。下列各种电器中，不是利用电流的热效应来工作的是（）A.电风扇B.电熨斗C.电炉D.电饭锅2、焦耳定律的内容是：。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示3、电熨斗通电后，熨斗面很烫，而连接熨斗的导线却不怎么热，这是因为（）A导线电阻远小于熨斗电阻，导线消耗的电能很少；B导线外有绝缘皮隔热C导线的散热比熨斗快；D通过导线的电流远小于通过熨斗的电流；4、如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量是（）A.电烙铁最多B.电视机最多C.电风扇最多D.一样多烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示5.额定功率为1000w的热水器，正常工作10min产生多少热量？6、焦耳定律是反映电流的效应的规律，即能转化为的规律。7、一电炉的电阻是100，通电时间10秒钟产生的热量为4105J,通过这个电炉的电流是A烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示8、电流通过电风扇做功时，能转化为能和能，如果电流做功3.6106J,电风扇获得的机械能一定3.6106J(选填大于、小于、等于)9、当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4安时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的()A、2倍B、4倍C、0.25倍D、0.5倍烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示10、两个电热器的电阻之比为43，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_；若两个电热器的电阻相同，通过的电流之比为13，在相等的时间里产生的热量之比为_。11、某电热器的电阻是55欧姆，工作时的电流是10A，试求：5分钟产生多少热量？消耗了多少电能？烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示12、一只标有“220V、45W”的电热器，在额定电压下使用时，通电30min可以产生多少焦耳的热量？13.一个20的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上消耗的电能是多少？释放热量为多少？14.阻值为20的电阻丝两端加上6V的电压时,10min内电阻丝产生的热量是多少?烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示15.一台电风扇和一个电熨斗，如果使用时电流做功相同，电能转化为内能（）A一样多B电风扇较多C电熨斗较多D无法比较16用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来接在原来的电路中，则烧开同样一壶水的时间是（不计热量的损失）（）A25minB.5minC.20minD.40min烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人交流展示交流展示17.如图，电动机M的线圈电阻为0.5，当S断开时，电流表读数为1A当S闭合时，电流表读数为3A。问：（1）电阻R为多大？（2）电动机的机械功率为多大？（3）电动机工作2min，电动机线圈产生了多少热量？烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人