电流热效应小实验
16.4科学探究：电流的热效应
结论：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 ，表明电 流越大，电流产生的热量越 多 。
控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→对电热Q 的影响
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 流越大，电流产生的热量越 多 。
实验结论
请你当设计师： 显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上， 而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳
定律Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大、熔点高 导线：电阻率小、熔点高
电流热效应的应用很广泛：
电流热效应的控制（防护）
散热片
散热风扇
散热窗、散热片、散热小风扇
第四节
科学探究：电流的热效应
上周六，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 用手一摸电视机后盖 后就发现，小明刚看
过电视。
导体通电后都会发热。
电饭煲
电油炸锅
电熨斗
电烤箱
电取暖器
电热水器
电热水壶
电烙铁
电热毯
这些常见家用电器的共同特点： 1.电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流 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。
控制电阻R、电流I相同:研究通电时间t变化→ 对 电热Q的影响 每隔一分钟记录一 下温度计的示数
结论：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 ，表明电流产生
的热量越 多 。
控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的 影响
用电炉丝做电学小实验的几种方法
用电炉丝做电学小实验的几种方法作者：龚道良来源：《中学物理·初中》2013年第09期实施物理新课程标准，要让学生做一些小实验，通过做小实验让学生获得的体验，从小实验中学到物理知识，学会物理方法.在实践中笔者发现，电炉丝是电学小实验的好材料，商店中有售，价格便宜，无论是教师自制电学演示实验，还是学生做电学小实验，都是小实验的好材料，下面介绍用电炉丝做电学小实验的几个实例.1 利用电炉丝制作滑动变阻器人教版八年级物理下册教材P19页图6.4-1“用铅笔芯控制小灯泡亮度”实验，这个实验器材有三个缺点：一是铅笔芯在木槽中易碎成小段，影响小实验的效果；二是在滑动的过程中会磨掉一些铅笔芯的石墨粉，使铅笔芯的粗细变得不均匀，电阻值发生不均匀的变化；三是因为铅笔芯的主要成份是石墨，电线与石墨的接触电阻较大，造成小灯泡有时亮有时不亮的现象.以上三点都会影响到小实验的效果.电炉丝是做滑动变阻器的小实验的好材料，它是用镍铬金合金材料制成的.1 kW的电炉子的电炉丝， 1 cm的电阻值约1 Ω左右，我们要选10 Ω（实验小灯泡电阻10 Ω左右）的电阻，大约需要10 cm的这种电炉丝，按如图1所示接好电路后，向左或向右滑动P时，小灯泡亮度变化效果非常明显，让学生将小实验现象记录在事先设计的表格中，通过分析小实验更进一步加深学生对滑动变阻器原理的理解.2 利用电炉丝研究电阻与温度的关系电炉丝镍铬合金材料制成，其特性为电阻随温度的升高而增大.利用它的这种特性可以让学生体验“电阻大小与温度有关”.如图2所示，选取合适长度的电炉丝、小灯泡、电源、开关组成电路，用酒精灯加热电炉丝R，让学生观察灯泡亮度，学生会发现灯泡的亮度发生了明显的变化，通过分析电路中电流的变化情况，从而得出“电阻大小与温度有关”的结论.3 利用电炉丝研究电流的热效应“电流一定时，电流的热效应与电阻大小有关”.学生做这个小实验时，一是需要两只阻值不同的电阻，用电炉丝很容易做成两只不同阻值的电阻，截取长度不同的电炉丝，就得到了两只阻值不同的电阻R1和R2；二是要反映电阻产生热量多少的器材.在教学过程中教师可以给学生提供以下器材：电源、导线、开关、电炉丝、松香、火柴、煤油、小玻璃瓶、细玻璃管（或塑料管）让学生设计各种不同的实验方案，经过学生讨论可以设计出下列方案进行小实验：（1）自制如图3所示小实验用的仪器，把R1、R2分别浸在装有煤油的小药瓶中（R1≠R2），然后比较通电一段时间后药瓶内煤油柱升高的高度，再进行分析，串联电路中电流和通电时间相同，由Q=I2Rt得：电阻大的产生热量多，使煤油上升得高，从而得出“电流的热效应与电阻的大小有关”的结论.（2）如图4所示，把两根不同的电炉丝（R1≠R2）串联起来接入电路，在R1、R2电炉丝上用凡士林粘几根火柴，比较通电后哪根电炉丝上的火柴先掉下来，通过分析讨论，串联电路中电流和通电时间相同，由Q=I2Rt公式分析同样也可以得出“电流的热效应与电阻有关”的结论.（3）还可以设计与上面不同的实验方案：在方案（2）中把火柴换成质量相同的松香，放在两个电阻上，看松香熔化的多少来得出“电流的热效应与电阻有关”.电炉丝虽小，在电学实验中能发挥很多作用.除了上述实验外，还可以组织学生用电炉丝探究“电阻的大小与导线长度”的关系，“电阻大小与导线横截面积大小的关系”，“电阻大小与导线的材料有关”等实验.通过教学实践发现：电炉丝的确是新教材电学实验的好材料.。
16.4《科学探究：电流的热效应》教案2024-2025学年沪科版九年级全一册物理
16.4《科学探究：电流的热效应》教案 20242025学年沪科版九年级全一册物理当我设计《科学探究：电流的热效应》这一课时，我的设计思路是让学生通过实践活动，探究电流产生热量的规律，从而加深对电流热效应的理解。
本节课的目的在于让学生通过实验和观察，了解电流的热效应，并探究影响电流热效应的因素。
教学目标：1. 了解电流的热效应，知道电流通过导体时会产生热量。
2. 能够运用控制变量法，探究影响电流热效应的因素。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。
教学难点与重点：重点：了解电流的热效应，掌握影响电流热效应的因素。
难点：运用控制变量法进行实验探究，理解电流热效应的原理。
教具与学具准备：1. 教具：电流表、电压表、滑动变阻器、电炉、导线、开关等。
2. 学具：实验记录表格、笔。
活动过程：1. 引入：以日常生活中常见的电热器为例，引导学生思考电流产生热量的现象，激发学生的兴趣。
2. 讲解：讲解电流的热效应的定义，引导学生了解电流通过导体时会产生热量。
3. 演示实验：进行电流热效应的演示实验，让学生直观地观察到电流产生热量的现象。
4. 实验探究：让学生分组进行实验，运用控制变量法，探究影响电流热效应的因素。
活动重难点：重点：了解电流的热效应，掌握影响电流热效应的因素。
难点：运用控制变量法进行实验探究，理解电流热效应的原理。
课后反思及拓展延伸：课后反思：回顾本节课的教学，学生对电流的热效应有了基本的了解，但在实验操作和数据分析方面还需加强指导。
拓展延伸：让学生思考电流热效应在生产生活中的应用，如电热器、电饭锅等，引导学生将所学知识与实际生活相结合。
重点和难点解析：1. 引入环节的情景设置：我选择了日常生活中学生常见的电热器作为切入点，通过提问方式引导学生思考电流产生热量的现象。
这一环节的关键在于激发学生的兴趣，让他们意识到电流热效应与自己的生活息息相关。
2. 讲解环节的清晰表达：在讲解电流的热效应时，我力求用简洁明了的语言阐述概念，确保学生能够准确理解电流通过导体时会产生热量这一现象。
电流的热效应实验
电流的热效应实验电流的热效应实验是一种常见的物理实验，通过观察电流通过导线时产生的热量，以及导线的温度变化，可以研究电流与热量之间的关系。
本实验可以帮助我们理解电流的传输过程中的能量转化，以及导线的电阻与温度之间的关系。
实验材料和仪器：1. 导线：选择一根细长的金属导线作为实验材料，如铜导线或铁导线。
2. 电源：使用一个直流电源，可以通过调节电压来改变电流大小。
3. 电流表：用于测量通过导线的电流强度。
4. 温度计：用于测量导线的温度变化。
5. 隔热材料：如绝缘胶带或泡沫塑料，用于隔离导线与外界环境的热交换。
实验步骤：1. 将导线连接到直流电源的正负极，通过调节电源的电压，使得电流适当大小。
2. 将电流表连接到导线上，测量通过导线的电流强度。
3. 在导线的两端分别固定温度计，用于测量导线的温度变化。
4. 使用隔热材料将导线包裹起来，减少导线与外界的热交换。
5. 打开电源，使电流通过导线流动一段时间，观察导线的温度变化。
6. 记录电流和导线温度的数据。
实验原理：当电流通过导线时，导线会发生电阻，由于导线的电阻特性，电能会转化为热能，导致导线发热。
根据热传导的原理，导线的温度会随着电流通过的时间增加而升高。
根据热传导定律，导线的温度变化与导线的热容量、电流强度以及通过时间有关。
根据实验数据，可以绘制导线温度随时间变化的曲线，从而研究电流与热量之间的关系。
实验结果和讨论：通过实验数据的分析，可以得出以下结论：1. 导线的温度随着电流强度的增加而升高，说明电流与热量之间存在着一定的关系。
2. 导线的温度变化越大，说明导线的电阻越大，电能转化为热能的比例也越大。
3. 导线的材料对电流的热效应有一定的影响，不同的导线材料具有不同的电阻特性和热导率，从而导致不同的温度变化。
4. 导线的长度和直径也会影响电流的热效应，较长的导线和较小直径的导线会产生更大的温度变化。
实验的应用：电流的热效应广泛应用于各个领域中，如电热器、电炉、电磁炉等。
焦耳定律电流的热效应
电热器的安全使用注意事项
01
注意使用电压和电流
在使用电热器时，要确保使用的电压和电流符合产品说明书的要求，不
要超负荷使用，以免发生火灾或电击危险。
02 03
定期检查和维护
定期检查电热器的电线、插头和元件是否完好无损，如有损坏应及时更 换。同时，要保持电热器的清洁，避免灰尘和杂物影响加热效果和安全 性。
电流的热效应的应用
总结词
电流的热效应在许多领域都有广泛的应用。
详细描述
在工业领域，电流的热效应被用于加热、熔 炼、焊接和热处理等工艺过程。在日常生活 中，电热器、电烤箱、电熨斗等电器也是利 用电流的热效应来提供便利。此外，电流的 热效应还应用于医疗领域，如电热疗法和电 烙术等治疗方法。同时，电流的热效应也是 电磁炉和微波炉等现代厨房电器的工作原理
之一。
04
实验演示焦耳定律
实验目的和原理
目的
通过实验演示，探究电流的热效应，验证焦耳定律。
原理
焦耳定律指出，在封闭电路中，电阻器中产生的热量与电流、电阻和时间成正比。即Q=I²Rt，其中Q表示 电阻器中产生的热量，I表示通过电阻器的电流，R表示电阻器的电阻，t表示时间。
实验设备和材料
实验设备
电源、电流表、电压表、可调电阻、 焦耳计（热水容器）以及导线。
电流的热效应
焦耳定律揭示了电流通过导体时产生 热量的规律，即电流通过导体时，由 于电子与导体原子的相互作用，电子 的动能转化为热能。
能量守恒
根据焦耳定律，电流通过导体产生的 热量最终以热能的形式散失到周围环 境中，实现了能量从电能向热能的转 换，符合能量守恒定律。
九年级物理第四节科学探究：电流的热效应
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。
2．公式：Q＝I2Rt。
第四节 科学探究：电流的热效应
[说明]电流 I 的单位：安(A)；电阻 R 的单位：欧(Ω )；时 间 t 的单位：秒(s)；热量 Q 的单位：焦(J)。
第四节 科学探究：电流的热效应
类型二 电热的计算
例2 如图16－4－3所示为一台两挡式电热水器的内部简化电路，
S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A，当S接b时电路的
电功率为22 W，求：
(1)R1的电阻。 (2)高温挡时电路的电功率。
(3)在低温挡工作10 min， 电流通过R2产生的热量。
二 实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
1．设计实验 (1)应用___控__制_变__量____法分步进行探究。 ①保持__电__阻__大_小___、___电__流__大_小____相同时，探究电流产生 的热量与通电时间长短的关系。 ②保持__电__阻__大_小___、____通__电_时__间___相同时，探究电流产生 的热量与电流大小的关系。
V。
(3)当电动机因故障卡住无法转动时，电动机中的电流：I＝UR＝1.350 VΩ＝20 A。
第四节 科学探究：电流的热效应
[易混辨析]混淆实际问题中的电功与电热的原因：不理解常用家用电器
工作时能的转化。电动机工作时，将电能转化为机械能和内能，则有W
＝W机＋Q；其中，电流通过电动机做功为W＝UIt，电流通过线圈产生的
2．实验结论 (1)对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越 长，电流产生的热量越___多__。 (2)对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通过的电流 越大，电流产生的热量越___多___。 (3)在电流大小、通电时间相同的情况下，电阻丝的电阻越 大，电流产生的热量越___多___。
第四节 科学探究：电流的热效应
二、探究电流的热效应 与哪些因素有关？
猜想： • 1.电流的热效应可能与电流的 大小有关 • 2.电流的热效应可能与电阻的 大小有关 • 3.电流的热效应可能与通电时 间的长短有关
实验设计：
电热丝产生的热量多少通过什么方式来表现，比较直观？
温度计
玻璃瓶 电阻丝 液柱上升越快 ， 温度计示数越大 电流通过电阻丝产生的热量越多
电阻R甲、R 乙串联，通过 他们的电流 相等，通电 时间相同
等质量 的煤油
甲容器中的温度高于乙容器中的温度。 当通电时间、电流相同时，电阻越大电 流产生的热量越多。
前后两次 通电时间 相同，记 录瓶内煤 油的温度 通过调节滑 动变阻器改 变电阻丝的 电流
电流越大，温度越高。电流越小，温度越低。 电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量 越多。
本实验用到的两个方法是： 1.控制变量法 2.转换法
转换法：物理学中对于一些看不见摸不着的现 象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观 的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种 研究问题的方法叫转换法。所谓“转换法”，主要 是指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见 的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的 问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测准 的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。
R R
R R
（3）小明和小红还想研究电热与I的关系，那么他们就要控制 和通电时间不变。所以就设计以上的电路，他们用了相同 的电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同 呢？ 最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明 在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越 ，电流产生 的热量越 。
电流热效应的应用
电流热效应的应用很广泛：
中考物理实验专题复习—— 探究电流的热效应的实验
中考物理实验专题复习——探究电流的热效应的实验命题点1.实验电路图的连接2.实验探究方法(1)转换法(实验通过温度计的示数或U形管液面的高度的变化反映产生热量的多少) ,(2)控制变量法①被加热物质相同，质量相同,初温相同②在研究电流的热效应与电阻的关系时,控制两加热电阻的电流相同(两电阻串联)和通电时间相同③在研究电流的热效应与电流的关系时,控制电阻相同,通电时间相同3.被加热物质的选择(选择空气,原因是其比热容小，实验耗时短,效果明显)4.实验中两容器中电阻丝串联的目的(使通过两个电阻丝的电流相等)5.电阻大小比较6.实验结论(1)电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关(2)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(3)在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多7.利用电流的热效应解释日常生活中的现象典题欣赏:1.(2017日照)某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。
他们用的实验器材如下如所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。
(1)请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中。
(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫。
(3)接好电路，闭合开关，通电一段时间后，(填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，越大，所产生的热量越多。
(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)。
移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。
此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是(5)如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q 。
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教育名言：犯错是学生的权利，宽容是教师的
美德，教育则是教师的天职。
教育名言：人生的目标在于不断追求，人生的
价值在于奉献。
教育名言：知教育者,与其守成法,毋宁尚自然;
与其求化一,毋宁展个性. ——蔡元培
知识拓展： 提供热量的用电器，通电时它发出的热量当然 是越多越好。而有些用电器，如电动机、电风扇、 白炽灯等，应该让它们尽量少放出热量。 由于用电器都有电阻，通电一段时间后，它们 不可避免的都要发热，如果长时间使用，发热产生 的热量散发不出去，就会因温度过高而烧坏用电器， 因此一些大型用电设备都有专门的冷却系统，用通 风、通水的办法把热量带走，以便使用电设备能更 长时间的工作。
设计实验： 实验材料：220V 60W 白炽灯1个，(白炽灯)灯座 1个，插头1个，导线，纸杯1个，16开纸1张，挂历纸 1张，（用完油）圆珠笔芯1支。
实验方法与步骤：（一）小风车的制作 1、从16开纸上剪下长约10厘米、宽约6毫米的纸 条3条。 2、把每条纸条沿长边对折，按下图所示方法做 成一个小风车。
注意事项： 1、做实验时一定要注意用电安全。 2、灯泡通电时间过长，会把灯泡上的纸烤焦， 也要注意安全。 3、风车与圆珠笔头间阻力较大时，可用一小块 透明胶粘到风车与圆珠笔头接触处，以便减小阻力。
分析论证得出结论： 电流通过灯泡钨丝时，钨丝不但放光，而且还 产生热量，使灯泡周围的空气变热上升，形成了风， 推动风车旋转。但是当灯泡周围环境温度较低时， 风力较小，风车可能转动很慢，甚至不转动。 当风车周围放上纸筒时，纸筒隔开了灯泡上方 的冷热空气，热空气在纸筒中快速上升，纸筒下方 的冷空气又快速进入纸筒，纸筒中的风力变大，风 车就转快了。
提出问题： 我们知道电流通过用电器时，电能转变成了其它 形式的能，这时就说电流做了功；同时电流通过用电 器时，一般用电器都会发热，我们把这种现象叫做电 流的热效应。如何能够观察到电流通过用电器时的热 效应呢？
猜想与假设： 白炽灯是一种常见的用电器，电流在通过白炽灯 时，电能不仅仅转变成了光能，同时还会放出大量的 热量，这一点只要用手摸一下刚断电的白炽灯就会感 受到。除了用手直接感受白炽灯发光时还同时发热， 能不能用其他的方法来观察白炽灯发光时放出的热呢？
（三）观察风车的转动 1、用挂历纸卷成一个直径16cm左右的圆柱形纸 筒。把风车放到风车座的圆珠笔芯笔头上，如图所示。 2、把插头插到220V电源的插座上，接通电源。 风车转动了没有，怎么风车没有转动。再等一会儿， 风车还是没有转动？ 3、把卷好的纸筒套在灯泡周围，风车转动了没 有？这回风车转动起来了。上下移动纸筒，观察风车 转动的变化情况。 4、拿掉纸筒，风车还转动吗？断开电源，灯泡 熄灭后，风车还转动吗？
3、再做一个小风车，然后把圆珠笔芯剪去一段 后从风车顶端穿过，用透明胶固定牢固圆珠笔芯，做 成风车座。如图所示。
（二）线路的安装 1、把两条导线的一端接到灯座上，另一端接到 插头上。 2、把纸杯底部开上一个能放灯座的孔，把灯座 放入孔中。 3、灯座上安上白炽灯，用透明胶把风车座固定 到灯泡上。如图所示。