电流热效应(一)
电流热效应原理
电流热效应原理
电流热效应原理：
①电阻存在首先需认识到无论是金属半导体还是电解质任何导体内部都存在着一定程度电阻；
②电子运动当电流通过导体时实际上就是自由电子在外加电场作用下定向移动形成电流的过程；
③碰撞产热由于原子晶格固定不动当高速运动电子与其发生碰撞时会将部分动能转移给晶格；
④振动加剧晶格获得能量后会加剧自身振动表现为我们宏观上观察到温度升高现象即为产热；
⑤焦耳定律根据焦耳定律可知发热量Q与电流I平方电阻R成正比与通电时间t成正比即Q=I²Rt；
⑥实际应用电饭煲电熨斗等家用电器正是利用这一原理将电能高效转化为热能来加热食物衣物；
⑦安全隐患但另一方面也带来安全隐患如电线过载发热引发火灾电机绕组温升过高导致绝缘损坏；
⑧散热设计因此在设计电路尤其是大功率设备时需充分考虑散热问题采用风冷水冷等方式降温；
⑨材料选择此外还可选用低电阻率材料增大导线截面积减少接触电阻等方法降低发热量提高效率；
⑩温度系数值得注意的是某些材料电阻率会随温度升高而增大形成正反馈需用热敏电阻进行补偿；
⑪热电效应反之利用某些材料两端存在温差时会产生电动势特性可制成热电偶热电堆用于测温和发电；
⑫发展趋势随着纳米技术超导材料研究深入未来或许能找到在室温下零电阻传输电流的理想导体。
人教版物理精品教学课件 电流的热效应
电流的热效应
3.电流通过导体产生的热量与通电时间的关系
结论：在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长， 电阻产生的热量也会越多
电流通过导体所产生的热量（越多）
电流的大小 ↓
越大电阻的大小 ↓来自越大时间长短 ↓越长
电流的热效应
总
结
电流的热效应： 电流通过导体时，电能转化成内能
电流通过导体产生的热量的因素：
液面高度变化越大，说明空气的温度变化越大，即电流 产生的热量越多
结论：在电流和通电时间相同的情况下， 电阻越大，电阻产生的热量也就越多
电流的热效应
2.电流通过导体产生的热量与电流的关系 控制导体的电阻和通电时间相同
结论：在电阻和通电时间相同的情况下，通过一个 电阻的电流越大，电阻产生的热量也就越多
电视机
洗衣机
是不是利用电流的热效应来工作的呢？ A.是 B.不是
电流的热效应
电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关？ 电流的大小 电阻的大小 时间的长短
控制变量法
电流的热效应
1.电流通过导体产生的热量与电阻之间的关系
控制通过导体的电流和时间相同
U型管中液面高度的变化，反应了密闭空气温度的变化
电流的热效应
电流的热效应
热量从哪里来？
电流的热效应
电流的热效应： 电流通过导体时，电能转化成内能
电能 ↓
伴有热现象产生 灯丝会发热发光
电能 → 内能
电流的热效应
电流的热效应： 电流通过导体时，电能转化成内能
电热水壶
电熨斗
电饭锅
电能 → 内能
电暖气
电流的热效应
电流的热效应： 电流通过导体时，电能转化成内能
电流的大小 ↓
电流的热效应--优质获奖教案
1.6《电流的热效应》教案一、教学设计思路首先利用给金属丝通电发热现象导入课题，让学生体验到原来不仅仅家用电热器会发热，激发学生的探究欲望，再利用多媒体视频和丰富的图片去引导学生学习电热现象，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新课标理念。
教学中以学生为主体，让学生自己设计实验,进行探究.根据认知心理学和建构主义学习理论的观点，在物理课程和现实生活的情境中，教师要尽可能的创造条件让学生自己去发现问题，动手设计实验进行探究，在做中学，在体验、理解和应用的过程中，培养学生的创新能力和实践能力。
因此通过精心设计探究实验，让教师在课堂上做好学生学习的引导者、促进者，一切从学生的实际出发。
二、教学目标：（一）知识与技能1．学生能认识电流的热效应，识别生活中的电热器。
2．学生通过学习，知道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。
3．学生通过交流、反馈，了解电流热效应的应用以及控制电流热效应带来的危害。
（二）过程与方法1、学生经历探究的过程，发现相关的物理规律。
2、学生通过交流、设计、分析培养学生利用物理方法解决实际问题的能力。
（三）情感·态度·价值观1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值；2、通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。
三、教学重难点：重点:通过实验探究电流热效应跟电流和电阻大小的关系。
难点:组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论。
四、教学资源：教师用：多媒体课件、焦耳定律演示器、电源、一段电阻丝等。
学生用：焦耳定律演示器、学案、课本。
六、板书设计第四节科学探究：电流的热效应。
1.6电流的热效应01
各式各样的家用电热器
电热器的结构共性
同学们，想一下，这么多电热器在结构上有什么相 同之处？
⑴电热器的主要组成部分是电阻丝做的发热体。 ⑵发热体均是由 电阻率大 、 熔点高 的材料做成的。
你知道吗？
为什么电热器的材料要用电阻率大，熔点高的电阻丝做？ 为什么电热器的电阻丝绕要在绝缘材料上？
一.电流的热效应
1.概念：
电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做 电流的热效应。 2.电热器:
利用电流做功将电能转换为内能的装置. 3.电热器的原理:
利用电流热效应。
一般电热器主要由电阻构成。
探究：电流通过电热器产生的热量跟 哪些因素有关？
猜想
①电阻R ②电流I ③通电时间t
实验方法
可以控制其他变量不变，先研究电热器 发出热量与电阻R的关系，再研究它与电 流I的关系，最后研究与通电时间t的关 系。
②电流I 热量与电阻的关系 ③通电时间t
R甲>R乙 R
甲
实验发现：
R甲 中的火柴棒先
被点燃 。
结论：
大 R 在电流、通电时间
乙 相同时，阻值 的电阻产生的热量 多。
①电阻R 热量与电流的关系 பைடு நூலகம்通电时间t
大 结论：在电阻、通电时间相同时，电流 的电阻
产。生的热量多。
热量与时间的关系
①电阻R
②电流I
5.热功率
1.概念：电热器在单位时间里消耗的电能。
2.定义式： P = Q = I 2R
6.白炽灯
t
发光原理：利用电流的热效应，使通电的金
属丝温度升高，达到白热，从而发光。
发光效率低，浪费能源，逐渐被各种节能灯所代替。
课堂检测
电流的5种效应
电流的5种效应一、电流的热效应1. 定义- 当电流通过导体时，导体会发热的现象称为电流的热效应。
这是因为电流通过导体时，导体中的自由电子与导体中的离子（原子实）发生碰撞，将电能转化为内能，使导体温度升高。
2. 焦耳定律- 定量描述电流热效应的规律是焦耳定律，其表达式为Q = I^2Rt。
其中Q表示热量（单位：焦耳，J），I表示电流（单位：安培，A），R表示电阻（单位：欧姆，Ω），t表示时间（单位：秒，s）。
- 例如，在一个电阻为10Ω的导体中，通入2A的电流，经过5s，根据焦耳定律Q=I^2Rt=(2A)^2×10Ω×5s = 200J，即产生200J的热量。
3. 应用与危害- 应用：电热水器、电熨斗、电饭锅等都是利用电流的热效应工作的。
电热水器内部有电阻丝，当电流通过电阻丝时，电阻丝发热，将水加热；电熨斗的发热芯也是利用电流热效应产生热量来熨烫衣物。
- 危害：电流的热效应在一些情况下会造成危害，例如在输电线路中，由于电流通过导线时会产生热量，如果电流过大或者导线电阻较大，产生的热量过多会导致电能损耗增加，同时可能会使导线温度过高，加速导线的老化甚至引发火灾。
为了减少这种危害，在远距离输电时会采用高压输电的方式，根据P = UI，在输送功率P一定时，电压U升高，电流I就会减小，再根据Q = I^2Rt，电流减小则导线上产生的热量Q会大大减少。
二、电流的磁效应1. 发现- 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
他发现当导线中有电流通过时，其下方的小磁针会发生偏转，这表明电流周围存在磁场。
2. 安培定则（右手螺旋定则）- 对于直线电流，用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
- 对于环形电流，让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。
- 例如，在一根通有从左向右电流的直导线周围，根据安培定则，其周围的磁感线是以导线为圆心的同心圆，在导线下方，磁感线方向垂直纸面向里；对于一个环形电流，若电流为顺时针方向，那么其中心轴线上的磁感线方向是垂直于环形平面向里的。
沪科版物理九年级全册 1电流的热效应课件
R
演示
R
（2）电流产生的热量与电流的关系
实验结论
2、在通电时间和电阻相同的条件下， 电流越大，电流产生的热量越多。
电阻丝
R1
R1 R2
演示
R2
（3）电流产生的热量与电阻的关系
实验结论
3、在通电时间和电流相同的条件下， 电阻越大，电流产生的热量越多。
实验结论
结论1. 在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。
非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q)
【例题】某电热器电阻丝的电阻为55欧， 接在220伏的电源上，在20分钟内共产生 多少热量？
解：
1. 电流通过导体时，导体产生的热量多少 跟通__电__时__间_____成正比，跟电_流__的__平__方______成 正比，跟导__体__的__电__阻____成正比。
焦耳
（J.P. Joule， 1818－1889）
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律. 若电流做的功全部用来产生热量 即 Q=W 又∵ W＝UIt ，欧姆定律 U=IR ∴ Q=W=UIt=I2Rt
纯电阻电路：Q放=W总=UIt=U2/R t=I2Rt 非纯电阻电路：W总＞Q (W总=W外＋Q)
得出结论
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W 又∵W = UIt 根据欧姆定律U = IR ∴Q = W = UIt = I2Rt
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热 效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量.
注意：
纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt
A. 2倍 B. 4倍 C. 0.25倍 D. 0.5倍
电流的热效应的微观解释
电流的热效应可以通过微观粒子运动的角度进行解释。
在导体中，电流的流动是由带电粒子（通常是电子）的运动所引起的。
当电流通过导体时，带电粒子会与导体原子或分子相互作用，产生能量的传递和转化，导致导体发热。
微观上，电流的流动实质上是电子在导体中的运动。
当电流通过导体时，电子受到电场力的作用，沿着导体中的自由电子路径移动。
在这个过程中，电子会与导体原子或分子发生碰撞，导致能量的传递。
碰撞过程中，电子将部分动能转化为热能。
这是因为碰撞会引起原子或分子的振动，增加它们的平均动能，从而导致导体温度的升高。
这个过程符合能量守恒定律，即电子失去的动能等于导体获得的热能。
因此，电流通过导体时会产生热效应，导致导体发热。
这种热效应在许多电器和电路中是常见的现象，也需要在设计和运用中考虑和控制，以避免过热或损坏设备。
电流的热效应与导体的电阻有关。
电阻较高的导体在相同的电流下会产生更多的热量。
这是因为电阻越高，电子与导体原子或分子碰撞的频率越高，能量转化为热能的过程也更为显著。
九年级物理下册《电流的热效应》教案、教学设计
3.教师简要介绍电流的热效应，激发学生对本节课的学习兴趣。
（二）讲授新知
1.教师详细讲解焦耳定律，阐述电流、电阻、通电时间与产生的热量之间的关系。
2.通过图示和实例，解释焦耳定律在实际应用中的重要性。
3.教师示范计算电流热效应的方法，强调注意事项，并解答学生疑问。
步骤三：讲解与示范
结合实验结果，讲解焦耳定律的计算方法，并通过实例进行示范，帮助学生掌握计算技巧。
步骤四：问题解决
设计具有挑战性的问题，让学生运用所学知识进行分析和解决，培养学生的思考能力和知识运用能力。
步骤五：课堂讨论
组织学生进行课堂讨论，分享自己的解题过程和心得，提高学生的表达能力和团队合作精神。
三、教学重难点和教学设想
（一）教学重难点
1.理解电流的热效应原理，掌握焦耳定律及其计算方法。
2.学会运用电流的热效应解释实际现象，提高知识运用能力。
3.培养学生实验操作和观察问题的能力，提高学生的科学思维。
（二）教学设想
1.采用情境导入法，引导学生思考电流热效应在日常生活中的应用，如电热毯、电热水器等，激发学生的学习兴趣。
（三）学生小组讨论
1.学生分成小组，针对以下问题进行讨论：
a.电流热效应在实际生活中的应用；
b.如何运用焦耳定律进行相关计算；
c.电流热效应在节能环保方面的意义。
2.各小组汇报讨论成果，其他小组进行补充和评价。
（四）课堂练习
1.教师设计具有针对性的练习题，让学生独立完成。
2.练习题包括：
a.运用焦耳定律计算特定电路产生的热量；
4.引导学生关注科技发展，了解电流热效应在新技术、新能源领域的应用，激发学生为国家和人类的进步贡献自己的力量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、自主学习
阅读119页第1、2自然段，回答：
什么叫电流的热效应？
2、合作探究
提出问题：电流的热效应与哪些因素有关？
猜想：根据以下提示合理猜想（你一定行）
（1）白炽灯工作时，灯丝热的发光，而与之相连的导线却几乎不发热。你猜想电流通过导体产生的热量可能跟有关。
（2）同样的导线与电炉相连时，可能被烧焦。你猜想电流通过导体产生的热量可能跟有关。
教学重点
焦耳定律
教学难点
焦耳定律
教材分析
本节内容分为两部分：第一部分通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，第二部分学习焦耳定律的内容和电流的热效应在科研、生产、生活中广泛应用实例。
教科书从能量转化的角度分析了用电器为什么会发热，从而引出了电流的热效应的概念。知道热效应之后提出：电流产生热量的多少与什么因素有关？然后围绕所提出的问题展开探究，最后根据探究结果得出焦耳定律的内容、公式、使得知识更加完整。
3、焦耳定律
阅读121页焦耳定律，回答：
（1）内容：
（2）公式：
（3）各物理量符号及单位：Q ------（）
I ------（）
R ------（）
t------（）
三、课堂检测123页：2、4题
四、畅谈收获
五、作业《优化设计》轻松尝试1-5、知能演练1-5
教学过程
九年级物理导学方案
第周第课时班级：__________姓名：____________
课题
电流的热效应
课型
新授课
学习目标
（1）知道什么是电流的热效应。
（2）知道电流的热效应与导体的电阻，通过导体的电流、通电时间的定性关系。
一、课前化成的热能多少与什么因素有关呢？
九年级物理教学设计
第周第课时
课题
电流的热效应
课型
新授课
主备
常淑利
副备
高伟伟
教学目标
1、知识与技能
（1）知道什么是电流的热效应。
（2）知道电流的热效应与导体的电阻，通过导体的电流、通电时间的定性
关系。
2、过程与方法
通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。
3、情感、态度与价值观
通过电热的利用和防止的学习，认识科学是有用的。
（3）刚刚工作的灯泡并不热，过一会就会烫手。电流通过导体产生的热量可能跟有关。
设计实验方案，制定计划：
实验方法：、
简要步骤:（1）
（2）
（3）
需要哪些器材？对于所选择的液体有什么要求？
需要记录哪些物理量？怎样设计表格？（将设计表格画在120页预留位置）
演示实验，收集数据
分析数据，得出结论：（将结论填写在121页结论部分）