16.4科学探究：电流的热效应
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
16.4科学探究电流的热效应课件沪科版物理九年级全一册
第四节 科学探究：电流的热效应
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。电流通过导 体产生的热量跟 __电__流___、__电__阻__、_通__电__时__间__ 有关。
【特别提醒】实验中采用的方法有 _控__制__变__量__ 法和转换法。 2．焦耳定律：电流通过导体时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。用公式表示为Q＝ _I_2_R_t__。热量的单 位是 __焦__(J_)__，公式中I、R、t的单位分别是 __安__(A__) _、_欧__(_Ω_)_、_秒__(_s_)_。
R C．根据 Q＝UIt 可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据 Q＝I2Rt 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
4．(2023·无锡)如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压 为5 V，电热丝R阻值为1 Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的热____效应 实现高温封口，3 s内产生的热量为7_5_____J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 __增__大____(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
＝1∶3。
10．(2023·铜仁模拟)冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔(杆)断A线的重要原 因。为了避免这类事故的发生，电力工人要及时对输电线路进行除冰作业，有一种 “短路熔冰”的方法，如图，将输电线不经过用电器直接接通使冰熔化。请分析说 明用这种方法除冰的原因。
答：由题知，在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，即两输电线直接 接通形成短路，电路中电流变大，在输电线电阻一定时，根据Q＝I2Rt可知，在短 时间内电流通过输电线产生的热量增大，冰由于吸收大量的热量而熔化。
《16.4 科学探究：电流的热效应》教学设计
《16.4 科学探究：电流的热效应》教学设计一、教材分析《科学探究：电流的热效应》是沪科版第十六章《电流做功与电功率》第四节内容，它是本章的重点，也是初中物理学的重点内容，它是欧姆定律的引申和发展，是能量守恒定律在电能和内能转化中的具体体现。
本节由电流热效应的定义、实验探究电热的影响因素和焦耳定律组成。
本节教材从生活出发，先展示了生活中常见的电热器并由此引出电流的热效应，然后通过实验探究让学生逐步认识到电流通过导体产生的热和电阻、电流的定性关系，再给出完整的焦耳定律。
本节知识在电能、电功率之后，满足学生的学习需要，符合学生的认知规律。
二、学情分析学生已学习了欧姆定律，通过本章前两节的教学，学生对电能电功、电功率的知识已有了一定的了解；对电流做功的过程中能量的转化也有了一定的认识；对于一些探索性问题，学生已有了初步的探究意识；同时也具备了一定的实验操作能力。
学生对很多科学问题总是有很浓的兴趣，很想探究这些问题，但却不知从何下手，实验设计能力有待提高。
三、教学目标1.知识与技能能通过生活实例，认识电流的热效应；能在实验的基础上引出焦耳定律；会用焦耳定律进行计算；会用焦耳定律解释一些生活中与电热有关的问题。
2.过程与方法引导学生设计实验，并通过实验探究使学生认识电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，然后介绍历史上焦耳的工作，给出定量关系式。
接着在特定的情况下结合电热和电功的关系，用电功的公式结合欧姆定律的公式推出焦耳定律的公式，进一步说明焦耳定律的正确性，同时使学生领会到数学推导在物理学中的重要作用。
最后用焦耳定律解释一些生活中与电热有关的问题。
3.情感态度与价值观通过实验探究与分析培养学生严谨的科学态度与刻苦的科学精神；通过交流与讨论培养学生合作学习的态度和意识；通过学习电热的利用和危害，培养学生辩证地看待问题的能力并在实践中践行节约用电、安全用电。
四、教学重难点1.教学重点：实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。
16.4科学探究：电流的热效应
焦耳定律的发现者
焦耳（1818～1889），英国物
理学家。他的一生大部分时间 是在实验室里度过的。1840年， 焦耳通过大量的实验终于确定 了：
三. 焦耳定律：
1.内容：电流通过导体所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 2.公式：Q＝I Rt
例题：阻值为50Ω 的定值电阻R接在电源两端， 通过电阻R的电流为0.2A,10S内电流产生的热量 是多少？
点击图片 观看课件
实验电路图
R1=10Ω I1>I2
R3=10Ω R2=10Ω
现象： 电流大时，液面高度差越大 结论：
在通电时间，电阻相同的情况下，通电电流 越大，液面高度差越大，表明电流产生的热 量越多。
探究三.电流产生的热量与通电时间的关系 结论：
在电流,电阻相同的条件下，通电时间越长， 表明电流产生的热量越多。
第四节
科学探究：电流的热效应
涅阳四初中：李 婕
星期天,小明的妈妈出门前嘱咐他好好写 作业，不要看电视。妈妈回来时看到他在 认真写作业，电视机也没有打开，很高兴。 可是妈妈用手一摸电视机后盖后就发现， 小明刚看过电视。
谁知道妈妈是根据什么道理判定的？
1.什么是电流的热效应
2.电流产生的热量与哪些因素有关 3.焦耳定律的内容及公式
二、电流产生的热量与哪些因素有关
猜想：
可能与电阻，电流，通电时间有关
设计实验:
【实验原理】
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，温度计示数就大， 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。
【实验方法】
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.控制变量法 2.转换法
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。
16.4科学探究电流的热效应
沪科版九年级第十六章《电流做功与电功率》16.4 科学探究：电流的热效应【知识梳理】一、电流热效应1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关电热与通电时间的关系可以通过实验过程体现出来，对于某一个电阻丝所在容器，通电时间越长，温度升高的度数越高，说明通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
在研究电流与电流关系的实验中，通过调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，发现电流越大，电阻所在容器温度上升的较高，说明在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生热量越多。
在研究电热与电阻关系的实验中，利用两个电阻串联的电流相等，电阻大的容器中的温度计升高的温度高，说明电流通过电阻产生热量多。
即在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。
通过本次实验可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关。
电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
3.在设计电路时要利用控制变量的思想，电流、电阻和通电时间都能影响电热的大小，在探究其中一个物理量时，要控制其它量相同。
在探究电热与电阻关系时，要控制电流相同，结合串、并联电路的特点，利用串联电路电流相等，所以把两个阻值不同的电阻串联进行实验。
在探究电热与电流关系时，要控制电阻一定，电流不同，因而通过调节滑动变阻器改变通过电阻的电流。
4.本实验是利用电阻丝加热液体（煤油）来反映电流通过电阻产生热量的多少，现象比较明显，测量方便。
实验中也可以利用空气的热胀冷缩的性质，用密闭容器连接U型管，通过U型管两侧液面高度差的变化来比较放出热量多少。
二、焦耳定律1.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
2.焦耳定律公式：Q=I2Rt。
式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
3.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
科学探究 电流的热效应
3.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中， 应保持 _电__阻__、__时_间__一定，用__滑__动__变_阻__器__改变电阻 丝的电流。
4.当0.2A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0.4A时，在相同的时间内产
W>Q
即UIt > I2Rt
结论： 电功W≥电热Q
说明： 焦耳定律是实验定律，焦耳定律适用于计算 由于电阻存在，电能转化为内能的那部分能 量即电热。没有电阻，就不产生电热！
.电流产生热量的其他表达式
(1). Q=UIt
(2). Q= U 2 t R
四、电热现象的应用和防止 应用举例： 防止举例：
7.有一种新型的炊具叫做电压力锅，它用电加热， 又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌， 问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？
电压力锅
SUPOR CYKB50-2A
额定电压：220V 额定容量：5.0L
额定频率：50Hz 额定功率：900W
集团有限公司 制造
产地：湖北武汉 地址：武汉新华下路211号 电话：027-85876363
❖ 一个40Ω的电阻，通过0.3A的电流，则通电 _1_0_m_i_n_min释放热量为2160J.
三、电功和电热的关系 （ W 和 Q 的关系）
①在电热器电路 (只有电阻的电路)中：（电能几乎全 部转化为内能）
W=Q
即 UIt = I2Rt
②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）
现象： 电流越大时， 温度计示数上升多。
新沪科版九年级物理《16.4 科学探究 电流的热效应》ppt课件
Hale Waihona Puke 焦耳定律１、内容：电流通过导体产生的热量与电流 的平方成正比，与导体电阻成正比，与通电 时间成正比。 2、公式： 3、单位：
Q
2Rt = I 热
电流I-- 安培（A） 电阻R-- 欧姆（Ω）
时间t-- 秒（s） 热量Q-- 焦耳（J）
练习
一个20Ω的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上释 600J 放热量为___. 一个电阻通过0.2A的电流， 5min电阻上产生的热量 50 Ω 为600J.这个电阻的阻值是___
通电时间 变 。
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。
信息快递 英国物理学家焦耳用近四十年的时 间探索了“电热与电流、电阻、时间 的定量关系” ，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“焦耳”作为功或能的单位。 把这一定律称作焦耳定律
(2)研究电流大小对产生热量的影响
要研究电流对产生热量的影响，应该使电 阻的阻值 不 变 (改变/不变)，而通过该电 阻的电流大小 改 变 (改变/不变)。只要 调节电路中滑动变阻器的滑片，就可以改 变电路中的电流大小。
(3)研究通电时间对产生热量的影响
要研究电流对产生热量的影响,应该 控制 电 流 和 电 阻 不变，改
一个200Ω的电阻通电1.5min，电阻上消耗 的电能是4.5×105J,则通过电阻的电流是 5A ___.
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第四节科学探究：电流的热效应
1．知道电流的热效应；
2．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用．
重点
焦耳定律的理解及应用．
难点
做好演示实验，给学生一直观印象
电流的热效应演示器一台，220 V电源、火柴、电阻丝、泡沫塑料块等及多媒体．
一、创设情境，导入新知
老师出示一些电器的图片，让学生观察．
【提出问题】：
①比较它们有何不同？
②灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？
③电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？
④电能在转化为其他形式能的时候，为什么都要发热？影响它们发热的因素是什么？
⑤它们发热时有什么规律？
二、自主合作，感受新知
1．电流的热效应．
2 ．探究：电流产生的热跟哪些因素有关呢？
3．焦耳定律．
4．电热的利用和防止．
三、XX互动，理解新知
1．电流的热效应
电流通过导体时，电能要转化成热，我们把这种现象叫做电流的热效应．
2．探究：电流产生的热跟哪些因素有关呢
【猜想】
(1)可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多；
(2)可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；
八、、‘
(3)可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾．
电流、电压和电阻三个量之间是有联系的，明确了两个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了．
【设计实验】应采用控制变量的方法
(1)如何控制电流一定时电阻的变化？
(2)如何控制电阻一定时电流的变化？
(3)如何比较电流产生热的多少？
进行演示实验
介绍课本上实验．
现象与结论：
(1)在通电电源的通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生热就越多．
(2)在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生热就越多．
3．焦耳定律
英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840 年最先精确地确定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，跟通电时间成正比的结论，这与我
们刚才得出的发热功率与电流、电阻的关系是一致的，于是人们为了记住他，把这个规律叫做焦耳定律.其公式为：Q= l2Rt.
公式中的电流I的单位要用安培(A),电阻R的单位要用欧姆(Q),通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳J).
介绍焦耳的生平，对学生进行爱科学的教育，激发学生的学习积极性．
4．电热的利用和防止
(1)任何用电器工作时都是产生电热．因为用电器都是由一定阻值的导体组成的，导体中或多或少都有电阻，所以电流通过这些电阻时都会发热．
(2)电热的利用
凡是加热的装置都利用了电热．请大家举一些例子说明．
(3)电热的防止
不想把电能转化为热能，而想转化为机械能、化学等装置的用电器都需要防止电热的产生．如电视机的散热窗、电动机的散热风扇等．
四、尝试练习，掌握新知
1．电流通过导体时，将电能转化为 __________ 能的现象，叫做电流的热效
应，日常生活中用的__________ 等就是利用电流的热效应的用电器．
2．电流通过导体产生的热量跟电流的___________ 成正比，跟导体的___________ 成正比，跟_________ 成正比，这个规律叫做焦耳定律．
3．大功率晶体管上附有散热片，电视机外壳有散热窗，大型变压器四周设散热油管的目的是__________________
五、课堂小结，梳理新知
本节课我们学习了电热产生的原因，及影响电热产生多少的因素，电热的利用和防止等知识．实验的设计时我们一定要有控制变量的思想，在说明一个物理量与另一个物理量之间关系时，一定要强调其条件，是在什么量不变的情况下才有这样的关系，使自己的叙述更加严密．
焦耳定律的内容与该节知识很贴近，我们略一转化就可以得出焦耳定律的内容．但本质上电流产生的热与电阻的关系更具有简单易记、精确明了的特点，只不过它没有了著名物理学所赋予的光环．
六、深化练习，巩固新知
动手动脑学物理：1、2
七、开放练习，拓展新知
1.有三个用电器，其中一个为“ 220 V60 W的电风扇，一个为“ 220 V60 W 的白炽灯，另一个是“ 220
60 W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个小电器产生的热量()A.电风扇最多B.白炽灯最多
C.电热器最多
D.都一样
2.下列情况中属于防止电热危害的是()
A.电视机背后有散热窗
B.家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次
C.家庭电路一般安装自动保护装置，当电流过大时，自动切断电路
D.大型爆破工程，用电热装置引发炸药
3.将两根火柴分别放在串联的两根电热丝R
1 和R
2xx,若R
1= 5R
2,通电后问哪根火柴先被点燃（A.在R
1上的火柴B.在R
2上的火柴
C.同时点燃
D.无法确定）V。