电与热
电与热(焦耳定律)
电与热Part 1、电流的热效应实验：下图在两个相同的烧瓶中装着等量煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中的电阻丝比乙瓶中电阻丝电阻大，两电阻丝串联后通电产生的热量使甲瓶中的煤油上升得快，这表明____________________________________________________________（1）当减小接入电路中滑动变阻器的阻值时，会使甲瓶（或乙瓶）中的煤油上升得更快，这表明当________________________________________________________ （2）根据生活经验；当_____、______一定时，通电时间越长，电流产生的热量越多。
C）.例题和练习：1、下列关于如上左图所示实验的说法中错误．．的是：（A. 该实验研究的是电流的热效应B. 实验中采用了控制变量法C. 观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少D. 实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少2、如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温均相等的液体，其中A、B烧瓶中装的是水，C烧瓶中装的是煤油，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为R A、R B、Rc且R A=Rc>R B。
当合上开关S通电一定时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸腾)，A、B、C瓶中温度计示数分别为T A、T B、T C。
对三支温度计示数的判断，下列说法正确的是(均不计热损失，比热容C水>C煤油)：（C）A．T A＝T B＜T C B．T A＝T C＞T B C．T C＞T A＞T B D．T A＞T B＞T C Part 2、焦耳定律电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系：1、一段阻值为60Ω的电阻丝接入到36V的电源上，在5 min 内共产生多少热量？2、一只额定功率为600W的电饭煲，在220V的额定电压下工作，每分钟产生多少热量？3、有一台电动机，线圈电阻为5Ω，当外加电压为220时，输出功率为1100W，则此时通过线圈的电流I 和10分钟放出的热量Q分别是多少？中，通电时间相同，下列说法正确的是（）A．三个用电器产生的热量一样多B．电风扇产生的热量最多C．电视机产生的热量最多D．电烙铁产生的热量最多5、用“220V 800W”的电热壶烧水，若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，在16min内可将一壶水烧开，将该壶接在220V电源上时，烧开同样的一壶水所需时间为（）A、8minB、4minC、64minD、32min6、一个电阻接在某电路中，每分钟产生的热量为Q，若要它每分钟产生的热量为1/4Q，则可行的办法是（）A、将它两端的电压改为原来的1/4B、将它对折以后接入电路中C、将它两端的电压改为原来的2倍D、将A、B两项措施同时采用7、两段铜导线，长度之比是3：1，横截面积之比4：1，通过电流之比是4：3，在相同时间内两者产生的热量之比是（）A、1：1B、4：3C、3：1D、16：98、如上图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻，下列结论正确的是( )A. R两端的电压为6VB. 通过电动机的电流为6AC. 电阻R消耗的电功率为144WD. 电动机消耗的电功率为6W9、有两电阻R1=5Ω、R2=8Ω，把它们串联在一起接在某一电源两端，在2min时间内它们产生的热量之比为_________；把它们并联接在同一电源两端时在2min时间内它们产生的热量之比为_________。
第八章第四节电与热
2
小明有睡觉前看十五分钟书的习惯， 小明有睡觉前看十五分钟书的习惯，这天由于 是周末，所以，他就多看了一个小时， 是周末，所以，他就多看了一个小时，就在他要准 备睡觉的时候，他伸手去关台灯，不小心触摸到了 备睡觉的时候，他伸手去关台灯， 灯泡，结果听见他哎呀了一声， 灯泡，结果听见他哎呀了一声，然后连忙把手缩了 回来，这是怎么回事？ 回来，这是怎么回事？
13
电流通过导体产生的热量是否跟电流的 大小有关？ 大小有关？
14
h1
h2
15
电流通过导体产生的热量和通电时间是 否有关？ 否有关？
16
17
1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产 、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大， 生的热量越多。 生的热量越多。 相同， 越大 越大， 越多 越多） （I与t相同，R越大，Q越多） 与 相同 2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流 、在通电时间、电阻相同的情况下， 越大，产生的热量越多。 越大，产生的热量越多。 相同， 越大， 越多 越多） （ R与t相同，I越大，Q越多） 与 相同 越大 3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产 、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长， 生的热量越多。 生的热量越多。 相同， 越大， 越多 越多） （ R与I相同，t越大，Q越多） 与 相同 越大
3
这是因为台灯通电后，灯丝会发热， 这是因为台灯通电后，灯丝会发热，一段时间 灯泡就会很烫，小明在看完书后去关台灯， 后，灯泡就会很烫，小明在看完书后去关台灯，触 摸到灯泡，手感觉到很烫，所以哎呀了一声， 摸到灯泡，手感觉到很烫，所以哎呀了一声，并连 忙将手缩回。 忙将手缩回。 其实在日常生活中有许多用电器在接通电源后 都伴有热现象。 都伴有热现象。
电与热
8.4电与热引课：首先，我们来做一个小实验。
大家看这是一个灯泡，通电后灯亮了。
那位同学愿意上前面来摸一摸这个灯泡，并告诉同学们你的感觉？热。
灯变热说明：电流通过灯泡时会有一部电能转化成了热能。
这就是我们本节要研究的内容，8，4《电与热》新课：(一) 1生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象的产生。
那位同学能给大家说一说，你在生活中发现的通电后发热的例子？还有没有？谁能来再说一个?2电流通过导体时，电能够转化成热。
这个现象就叫做电流的热效应。
电流的热效应在我们生活中有许多应用。
那位同学能给大家说一说你认为那些用电器是应用电流的热效应的？（二）1在研究电流的热效应中，我们遇到了一个问题。
以电热炉为例，我们知道电炉丝是通过导线接入电路中的，也就是电炉丝和导线中的电流是相等的。
但是为什么通电后电炉丝会热得发红而导线却几乎不热呢？2为了解释这个问题，我们需要先来研究一下：电流通过导体时，产生的热量和那些因素有关？（重要）（给大家两分钟时间，小组讨论一下说一说你们觉得，导体产生的热量可能与那些因素有关。
）那位同学来说一下你的猜想？3为了验证我们的猜想，我们得怎么办？实验。
但是导体产生的热量可能与这么多因素有关，如果我想研究某个因素是如何影响它的，我们应该采用什么方法？控制变量法。
但是导体产生的热量，我们不能直接观察到。
我们的怎么办呢？书中为我们设计的实验方案是：用电阻丝加热烧瓶中的煤油，并用温度计测量煤油的温度，从而得知电阻丝放热情况。
但是这个实验有太多的影响因素所以没法为大家演示，所以老师为大家设计了另外一套实验方案，就是用火柴沾上凡士林后粘在电阻丝上，通电后电阻丝热，凡士林融化，火柴就会落下来了。
并且那个电阻的火柴先落下来了，就说明它放出的热量要比较多。
在这个实验中我们把直接观察到的电阻放热情况，转化为可以观察到的火柴的下落。
这种实验方法就叫做转换法。
（四）以上，我们通过实验验证了，热量与电流、电阻、通电时间都是成什么比？正比早在1840年，英国物理学家焦耳就经过了大量的实验，验证了这一问题。
长沙市赛课一等奖作品《电与热》(赛课)
第四节 电与热
一、电流的热效应：电流通过导体时电能 电流的热效应：电流通过导体时电能 转化成热能 热能。 转化成热能。
电热器
电热水器
饮水机
电熨斗
电热器
水用管状电热器
热水器
饮水机
电熨斗
加热器
电烤箱
电炉
电炉
提出问题： 提出问题： 电流通过导体产生的热量与什么因素有关？ 电流通过导体产生的热量与什么因素有关？
电热与电流的关系
电热与电流的关系
条件：通电时间相同， 条件：通电时间相同，电阻相同 现象： 容器的U形管液柱上升高 现象： 容器的 形管液柱上升高 A容器的 结论： 在通电时间、电阻相同时， 结论： 在通电时间、电阻相同时， 电流越大 产生的热量越多。 越大， 电流越大，产生的热量越多。 结论：当电阻，电流相同时， 结论：当电阻，电流相同时，通 越长， 电时间越长 产生热量越多。 电时间越长，产生热量越多。
解： __ = 36V =0.6A 通过电阻丝的电流为： 通过电阻丝的电流为： I= U R 60 电流产生的热量为： 电流产生的热量为： Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60J=6480J × ×
焦耳定律： 焦耳定律：电流通过导体 产生的热量跟电流的二次 产生的热量跟电流的二次 方成正比，跟导体的电阻 方成正比，跟导体的电阻 成正比，跟通电时间成正 成正比，
焦耳
(1818－1889) －
比。 公式： 公式：
Q = I Rt
2
1.一根 一根60 的电阻丝接在 的电阻丝接在36V的电源上 的电源上, 一根 的电源上 内共产生多少热量？ 在5min内共产生多少热量？ 内共产生多少热量
3、设计实验要解决的问题： 设计实验要解决的问题： （1）当一个物理量与几个因素有关时， 当一个物理量与几个因素有关时， 应采用什么研究方法 （2）怎样设计电路 （3）热量的多少如何用实验现象展示出 来
电与热课件精品
电流产生的热量为：
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60J =6480J
为什么电炉丝热的发红，而
与电炉连接的导线却几乎不发热？
串联 分析：电炉与导线＿＿连接在电路里， 电流 电炉工作时，电炉丝与导线的＿＿和＿ 通电时间 电阻 ＿＿＿一样，但导线的＿＿＿远小于电 焦耳定律Q＝I2Rt 炉丝，由＿＿＿＿＿＿＿＿＿可知，电 流通过电炉产生的热量要多得多。因此 电炉丝热的发红而 导线几乎不发热。
通过本课我学会
1、电流的热效应 了_____________
2、焦耳定律 （Q = I² R t _____________ ）
怎样才能使两个不同的电阻有相等的电流和通电时间？
将它们串联
R甲
R乙
2、实验活动设计：
①②③
焦耳定律：电流通过导体产生的热量 跟电流的二次方成正比，与导体电阻成正 比，与通电时间成正比。
公式：Q = I ² R t 焦耳定律 考考你： 热量 电流 电阻 时间 物理量： 单位： J A Ω S
1.某导体的电阻是2Ω，通过2A的电
焦耳定律的理论推导:
电流通过导体时，如果消耗电能全部转化 为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那 么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。
即: Q ＝W ＝Pt＝UI· t＝IR· I2Rt It＝
2、一根60Ω的电阻丝接在36V的电源
上, 在5min内共产生多少热量？
解： __ = 36V =0.6A 通过电阻丝的电流为： I= U R 60Ω
电流的热效应： 电流通过导体时电 能转化成热。
问题：为什么电炉丝热的发红，而连接的导线却几乎不发热？
二、探究：电流的热效应与什么因素有关
[猜想与假设]
电与热 教学ppt
电流 I
电阻 R
通电时间 t
研究方法： 控制变量法
当电流和电阻不变时 电流通电时间 t 越长， 电路中产生的热量越多
二、两个实验
1、实验一
研究问题：产生热量与电阻大小的关系是什么？
固定变量：时间（t）和电流（I）
条件：等量煤油,电流相同,时间相同 现象：B瓶中温度上升的多 结论：电流和通电时间相同时，电阻 越大，产生的热量越多。
相同时间内，通过两电炉的电阻丝
的电流I甲 I乙，两电炉的电 Q乙。
阻丝放出的热量Q甲
（均选填“>”、“<”或“=”）
3、小李同学自制了一个简易 “电热驱蚊器”，它的发热 元件是一个阻值为1万Ω的电 阻。将这个电热驱蚊器接在 220V的电源上，100s内产生 多少热量？
4、电动汽车成为未来汽车发 展的方向。若汽车所用电动机 两端的电压为380V，电动机 线圈的电阻为2Ω，通过电动 机的电流为10A，则电动机工 作10min消耗的电能为多少焦？ 产生的热量是多少焦？有多少 电能转化为了机械能？
接电源
铜丝
镍铬丝
支
架
2、实验二
研究问题：产生热量与电流大小的关系是 什么？ 固定变量：时间（t）和电阻（R） 条件： 通电时间相同，电阻相同 现象：电流大时，温度上升多 结论： 在通电时间一定、电阻相同 时，通过的电流越大，产生 的热量越多。
三、焦耳定律
1、焦耳定律：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
四、电热的利用和防止
1、利用：热水器，电饭锅，电熨斗，电热孵化 器 2、防止：散热孔（窗），散热片，风扇，
焦耳定律随堂练习
1、标有“220V 40W”的电烙 铁，接在220V的电源上，该电 烙铁每分钟产生的热量为多少? 1h消耗的电能是电炉分别 接入电源电压为220V的电路中，在
.电与热复习好
第23课时┃ 电与热
考点1
电流的热效应
电能 转化成内能，这 1．电流的热效应：电流通过导体时________ 个现象叫做电流的热效应。
考点聚焦
归类示例
第23课时┃ 电与热
2．探究实验
探究课题：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
实验 装置
探究 方法
控制变量法 、转换法 ________________
请仔细观察甲、乙两图。
图23－1
考点聚焦 归类示例
第23课时┃ 电与热
(1)实验中通过观察两个U形管中____________ 液面高度 的变化来比较 电流通过电阻丝产生的热量的多少。 (2)你认为图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的 电阻 的关系。 热量与________ (3)由图乙所示的实验现象可以得到的结论是：在电阻相同、 电流 越大，电阻产生 通电时间相同的情况下，通过电阻的________ 的热量越多。 (4)该实验采取的探究方法是______________ 控制变量法 。
考点聚焦
归类示例
考点3
电热与电能的关系 电能(电功) W＝UIt 电热
物理量 计算公式 快慢程度 关系
Q＝I2Rt P热＝I2 R
P电＝UI
在纯电阻电路中：W＝Q，P电＝P热； 在非纯电阻电路中：W＞Q，P电＞P热
考点聚焦
归类示例
第23课时┃ 电与热
考点4
电热的利用和防止
1．电热的利用——电热器 原理 组成 热 效应 电流的________ 主要组成部分——发热体，发热体是由电阻率大、 熔点高的合金丝绕在绝缘体材料上做成的
考点聚焦
归类示例
第23课时┃ 电与热
纯电阻电路与非纯电阻电路中的电功和电热
电与热(焦耳定律)计算
电与热（焦耳定律）计算一、基础知识考点1：焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟________成正比，跟________成正比，跟________成正比．2．定义式：________ ．(1)意义：公式反映的是电流通过导体时产生热效应的规律，定量地揭示了电能转化为热能的规律．(2)适用范围：公式是由实验总结出来的，只要是电流所产生的热量，都可以利用这一公式进行计算．(3)单位：当公式中电流的单位用____，电阻的单位用____，时间的单位用____时，电热的单位才是_________.3．推导公式：Q =______ =______ =______。
4．电功和电热的关系：(1)概括地说，电功和电热是整体与局部、全体与部分的关系．①当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能____（填“全部”或“一部分”）转化为热能，即W ____ Q.此时，电功和电热没有区别．②当电路中接入的是电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有____（填“全部”或“一部分”）电能转化为热能，即W____Q．此时，只能利用公式Q= I2Rt 计算电热．【方法归纳】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应．电流的热效应是电流的普遍现象．考点2：焦耳定律的探究1．实验方法：________法、________法.23．转换法的运用：(1)通过观察玻璃管中煤油________来判断电热的多少(2)通过观察温度计的_______来判断电热的多少．(3)通过观察玻璃管口气球_______来判断电热的多少．(4)通过观察电热丝点燃火柴________来判断电热的多少．【提示】(1)实验中往往选择煤油作为加热物质的原因：①煤油比热容小，吸热升温快；②煤油热膨胀效果明显．(2)实验中将电阻丝绕成螺旋形是为了减小热量散失，使实验效果更明显，考点3：电热的利用1．电热器的原理：电流的______效应．2．电热器的主要结构：发热体．发热体是由电阻率____、熔点____的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的．其中，绝缘体材料可将电阻丝与电热器的外壳隔开，防止触电和漏电．3．电热器示例：电饭煲、电烙铁、电烤箱．4．电热器的优点，(1)清洁卫生，没有环境污染；(2)效率；(3)可以方便地控制和调节温度．考点4：电热的危害1．危害：(1)由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器．(2)电能输送过程中的电能损失．2．电热器防止电热危害的方法：(1)安装__________；(2)安装__________．【提示】(1)保险丝利用电热将自身烧断，从而保证电路中的导线不被烧坏．这里利用了“逆向思维”．(2)家用电器长时间不用时，应当隔一段时间开机一段时间，这样可以利用电热驱潮，避免家用电器受潮，导致电路短路．二：典例选讲【例1】电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电熨斗快C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻【例2】在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1 >R2.则：(1)开关接在干路，是为了控制________相同．(2)烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较（填“大”或“小”）．(3)闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量．由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越____（填“多”或“少”）．(4)电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的，由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要____（填“长”或“短”）一些．三、随堂检测1．下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是( )A.电饭锅B．电风扇C．电视机D．洗衣机2．某阻值为4Ω的定值电阻，通过的电流为0.5A，则1min产生的热量是( )A. 2J B．30J C.60J D.120J3．两定值电阻丝R1 = 440Ω，R2 = 220Ω，若将R1和R2串联后接到220V的电源上，在相同时间内，R1和R2上产生的热量之比是。
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电与热
【教材分析】
新的物理课程标准的基本理念是：（1）注重学生发展，改变学科本位观念；（2）从生活走向物理，从物理走向社会；（3）注重科学探究，提倡学习方式多样化等。
为了体现这些新的理念，《电与热》在《电功率》这一章中起着联接的作用。
电和热是从学生生活中熟悉的用电器入手，使学生进一步认识电和热的关系。
因此此节的教学设计思想是：结合教学实际，对本节内容进行更为合理的重组，以电热知识和相关技能为载体，通过创设问题情境，激发学习探究的积极性；让学生经历科学探究过程，学习科学探究方法，培养科学探究精神、创新意识和实践能力，及团队合作精神。
教学过程中，以学生为主体，教师为主导，双向互动为原则，注重学生能力培养，提高教学效益。
在教学过程中重要的是让学生通过观察、思考探索电流热效应跟电阻、电流大小以及通电时间的关系，使学生了解科学探究的方法。
所教的学生是普通学生，思维反应比较慢，需要逐步引导，又因长期受应试教育影响，学习常常是“只听不动手，听了又忘记”的怪圈中重复。
所以需要花一定的时间和精力来改变他们的不良学习习惯。
【教学目标】
一、知识与技能
了解焦耳定律。
知道利用和防止电热的场合和方法。
二、过程与方法
通过实验探索电流的热效应跟电流、电阻、通电时间的关系。
三、情感态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。
能表达自己的观点，初步具有评估和听取反馈意见的意识。
【重点与难点】
重点：电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系。
难点：理解焦耳定律。
【教学准备】
学生电源、导线、开关、电阻丝、烧杯、温度计、水、焦耳定律演示器、焦耳定律演示课件（flash课件）
【板书设计】
【教学过程】
【教学反思】
《电和热》是八年级物理第八章第四节的内容，主要内容是电流通过导体时，电能转化成热与电流、电阻、通电时间有关；电热的利用和防止。
本节课的设计的体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。
根据学生实际和课程标准的要求进行设计，通过学生的观察和生活经验，提出问题，进行分析，共同归纳总结。
教学中应该充分地相信学生，给学生活动的空间，真正的让学生成为学习的主人，在实验的过程中学生也可能提出许多问题，例如学生在观察电炉通电时提出了不同的问题：为什么电炉丝是一点点地变红而不是一下变红？为什么电炉丝热得发红而与它相连的导线却不很热？等等，教学中一定要发挥学生的主体作用，尤其是在大力提倡科学探究的今天。
在教学过程中要让学生参与讨论，充分调动学生学习的积极性，与思维分析能力，培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系，使学生达到学以致用。
通过本节课的教学，我进一步相信我的学生，相信他们的能力，在今后的教学中，充分发挥学生学习的主动性，主有让他们爱学、会学，我们教师才能真正走出多年的困惑，不要一为地强调结果，让我们更多地关注过程吧，只有这样结果才会更加美好。