第四节 电 和 热
第八章 第四节.电与热(学案)
彩田学校物理学案第八章电功率第4节.电与热班级：姓名：四、电与热【学习目标】1、知道电流的热效应；2、能理解焦耳定律的内容、公式、单位，并且会运用公式进行简单的计算；3、知道电热的利用和防止。
【课堂导学】【学点一】电流的热效应（阅读教材48页内容，回答下面问题。
）1.观察图8.4—1可知：电饭锅把能转化为能；电熨斗把能转化为能；电暖器把能转化为能；电炉把能转化为能；生活中，许多用电器接通电源后，都伴有现象产生。
电流通过导体时能转化为，这个现象叫做。
2.根据生活经验和阅读教材猜想：电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？（1）猜想：电流产生的热与、、有关。
（2）思考：怎样判断电流通过导体时产生热的多少？提示：电流热效应我们不方便比较，但是可以通过温度或热胀冷缩的现象直观的比较热效应的强弱，这种研究问题的方法叫转换法。
本实验用到的物理探究方法是和法。
3.如图8.4-2所示的实验装置，两个烧瓶中盛有的煤油，显示煤油的温度，两个烧瓶中金属丝分别是和，的电阻较大。
把两个烧瓶中的金属丝联起来接到电源上，通过两段金属丝的电流，通电一段时间后，比较两烧瓶中煤油温度的变化。
（1）闭合开关后，两根金属丝的电流大小 _，通电时间。
（2）通电一段时间后，装有烧瓶中的煤油温度上升较快。
实验表明，在________，________相同的情况下，_________越大，产生的热量越多。
4.如图8.4-3所示的实验装置。
在通电时间的情况下，分别给烧瓶中的镍铬合金丝通入大小的电流，观察得到，通入电流较时，温度计的示数上升较快。
实验表明，在_____________，_____________的情况下，_______越大，产生的热量越多。
5.根据生活经验我们还知道：在电阻，电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越_______ 。
总结得出：电流通过导体产生的热量与，和有关。
【学点二】焦耳定律（阅读49页内容，回答下面问题。
）1. 物理学家在1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
第四节--焦耳定律
第四节焦耳定律
一、教学目标
（一）知识与技能
1．能通过实例，认识电流的热效应。
2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。
3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。
（二）过程与方法
1.体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。
（三）情感态度和价值观
1.会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。
二、教学重难点
重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。
难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
三、教学策略
电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同形式的能量。
本节研究的是把电能转化为内能多少，生活中的用电器工作时都伴有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。
在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变量的方法。
研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。
设计实验时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。
四、教学资源准备
校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板（含电能表）、功率不同的用电器（如热得快和白炽灯）、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。
电热器就是一个纯电阻电路
四 电热的利用与危害
电热器的主要部分是发热体，由电阻 大 、熔点___ 高 的电阻丝组成。 ___ 电热的优点：清洁卫生，使用方便， 方便调节等
电热的危害： 将导体烧坏，使绝缘老化 防止电热危害的措施： 减少产生的热量，设法散热 1、电视开的时间久了会发热，电视后 盖上有孔 2、电脑还装有风扇来散热，减少电热 的危害
小试牛刀：
1.现有两根电阻丝R1、R2（ R1 > R2 ），小明 要用它们制成电热壶中的电热丝，要求在 电压一定时，让相同质量的水升高相同的 温度所用时间最短，下列四种设计方案中 正确的是（ ） A • A、把两根电阻丝并联起来； • B、把两根电阻丝串联起来； • C、单独用R1电阻丝； • D、单独用R2电阻丝。
2、有2A的电流通过一电阻器，在一定 时间内产生一定的热量，如果电流增 加到4A，在相同的时间内产生的热量 是前者的（C ）
A、1/2倍 B、1/4倍 C、 4 倍 D、 2 倍
想想议议
• 我们知道，额定电压相同的灯 泡，额定功率越大，电阻越小， 单位时间内产生的热量越多。 可是按照焦耳定律，电阻越大， 单位时间内产生的热量越多。 二者似乎有矛盾，这是怎么回 事？
1 焦耳定律内容：
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。这个规律叫做焦耳定律 (Joule law)。
2 公式：Q=I2Rt
3 单位： I—安A t—秒S R—欧Ω Q—焦J
例、一根60欧的电阻丝接在36伏
的电源上，在5分钟内共产生多少
热量？ 已知：R=60Ω U = 36V t =5min=300s 求：Q=？ U 36V 解：I=－＝ ＝0.6A R 60Ω Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s ＝6480J 答：在5分钟内共产生6480J热量
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。
北师大版物理九年级下册第四节 电流的热效应教案与反思
第十三章电功和电功率第十四章原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！第十五章玉壶存冰心,朱笔写师魂。
——冰心《冰心》第四节电流的热效应首都师范大学附属中学杨光一、教学背景分析本节内容主要是让学生通过生活中用电器的发热现象认识电流的热效应；通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关；在由实验探究得出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的基础上，让学生了解焦耳定律，并且能够用焦耳定律说明生产生活中的一些现象。
从学生的知识基础看，学生已经学习了电功与电功率，能够从能量转化的角度分析电流做功时能量的转化情况；学生也在“机械能、内能及其转化”一章学习过比热容，知道同质量的同种液体，吸收不同热量时升高的温度不同，可以用温度的变化来反映吸收热量的多少。
从学生的日常经验看，学生对生活中用电器发热的现象并不陌生，比较容易认识电流的热效应。
从学生的能力基础看，学生在上一节课完成了完整的探究实验，探究了小灯泡的电功率，实验综合性强，探究能力得到了提高。
结合教学内容与学情分析，本节教学设计的基本思路如下：首先用电热丝切割器切割塑料泡沫，引入新课；然后请学生举出生活中用电器通电后发热的例子，从能量转化的角度进行分析，认识电流的热效应；接着探究电流的热效应与哪些因素有关，通过实验得出定性结论；再介绍电流产生热量与电流、电阻、通电时间的定量关系，即焦耳定律；最后运用焦耳定律说明生产生活中的一些现象。
二、教学目标1.知道什么是电流的热效应。
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.通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，提升科学探究能力，经历设计记录表、进行实验和收集证据的过程，进一步学习控制变量的科学研究方法，体会替代的研究思想，养成严谨的科学态度。
3.通过学习电流热效应的应用和危害防止的实例，树立理论联系实际、将所学知识应用于实际的意识，体会物理知识对生产生活的重要意义。
第十三章第四节《电流的热效应》课件北师大版九年级物理全册
三、焦耳定律
1、定律内容：
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、定律表达式： Q = I2Rt
3、单位：
Q 焦I 安R 欧t 秒
最新最全北师大版初中
九年级物理全册第十三章
《电功和电功率》
第四节 《 电流的热效应 》
新课教学课件
第十三章 《电功和电功率》
§பைடு நூலகம்四节
电流的热效应
一、电流的热效应 ☆视察下列现象，你发现了什么？
手靠近发光的白炽 灯时，感到发热。
电热壶通电后 ，将冷水加热
电烤箱通电后 ，将面包烤熟
☆电流的热效应：
电流通过导体时，导体会发热 ，这种现象叫作电流的热效应。
= 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
4、两个电热器的电阻之比为4︰3，
通过相同的电流，在相等的时间里
产生的热量之比为_4_︰__3_；若两个电 热器的电阻相同，通过的电流强度
为1︰3，在相1︰等9的时间里产生的热 量之比为______。
5、当0.2安的电流通过一金属线时产生
求：1 ）消耗的电能W。
2 ）产生的热量Q。
解：1 ） W＝UIt
＝380×10×1J
2 ） Q＝＝3I82R00tJ
×1J
＝10 ×10 ×2
3、一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?
解:
I=
U R
=
36 60
第四节 电流的热效应(共13张PPT)
× Q=I Rt =(0.6 A) 2 大电阻丝的电阻，他的想法对吗？为什么？
第四节 电流的热效应
2
60 Ω×300 s=6480 J
Q=I 2Rt =(0.
例题：一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上，在5 min内共产生多少热量？
电流的热效应与哪些因素有关呢？
答：共产生6480 J的热量
第7页，共13页。
下列电器中应用电流热效应工作的是（ ）
U 电流的热效应与哪些因素有关呢？ 解：I = 电熨斗 C. R 电流的热效应与哪些因素有关呢？
下列电器中应用电流热效应工作的是（ ）
=
36 V =0.6 A 60 Ω
答：共产生6480 J的热量
焦耳定律中有这样一句话“电流通过导体时产生的热量……，跟导体的电阻成正比，……”小李想：如果让电炉在一定时间里多放出热量，应增
第10页，共13页。
快速抢答
• 下列电器中应用电流热效应工作的是 （ ABC ）
A. 白炽灯 B. 电熨斗
C.电饭锅
D. 电风扇
第11页，共13页。
实际问题
• 电炉丝热的发 红，但跟电炉 丝连接的铜导 线却不怎么热， 为什么？
第12页，共13页。
谢 谢！
第13页，共13页。
例题：一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上， 当电流和通电时间相同时，导体中电流产生的热量跟电阻成正比。
答：共产生6480 J的热量 当电流和通电时间相同时，导体中电流产生的热量跟电阻成正比。
在5 min内共产生多少热量？ 电流的热效应与哪些因素有关呢？
电熨斗 C.
6 A)2 × 60 Ω×300 s=6480 J
中电流产生的热量跟电阻成正比。
第四节科学探究：电流的热效应
用手一摸电视机后盖
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
电热器
水用管状电热器
电炉
热得快
电热水壶
电热毯
它们的共同点是? 内部具有电热丝
电饭煲
温度升高量/℃ 1.5 6.0
越大 ，其产生的热量_______ 越多 。 由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流________ (3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时 B 串联 选择图乙中______( 选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶________( 选填“串联” 或“并联”)。
电熨斗
电热器：利用电热丝直接将电能转化为内能的装置
注意：微波炉、电磁炉因为没有电热丝所以不属于电热器
一、电流的热效应
• 电流通过导体时电能转化为热，这 个现象叫做电流的热效应。
电热器是利用电流热效应工作的装置
电热的利用和防止
利用：电热器:用电来加热的设备 主要部分——发热体 工作原理：电流热效应 如：电熨斗、电烙铁、电炉等 防止： 电视机加散热窗 计算机、电动机等还要加风扇
图16－4－2
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。
[答案](1)当 S 接 a 时，电路为 R1 的简单电路，电热水器处于高 U 220 V 温挡位，根据欧姆定律可得：R1＝ ＝ ＝44 Ω。 5A I高 (2)高温挡时电路的电功率：P 高＝UI 高＝220 V×5 A＝1100 W。 (3)当 S 接 b 时，两电阻串联，电热水器处于低温挡位，电路中 P低 22 W U 的电流：I 低＝ U ＝ ＝0.1 A；电路中的总电阻：R 总＝ ＝ 220 V I低 220 V ＝2200 Ω； 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R2＝R 总 0.1 A －R1＝2200 Ω －44 Ω＝2156 Ω ；工作 10 min 电流通过 R2 产生 的热量：Q2＝I 低 2R2t＝(0.1 A)2×2156 Ω ×10×60 s＝12936 J。
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现象一：电炉丝通电才产生热 猜想：电炉丝产生的热量可能与电流有关 现象二：电炉丝通电时间越长，产生的热量越多 猜想：电炉丝产生的热量可能与通电时间有关 事实：电炉丝的材料是镍铬合金，导线的材料是铜 猜想：导体通电产生热量可能与导体的电阻大小有关
[设计实验]
设计实验 进行实验
实验表明：在通电时间一定，电阻相同 的情况下，电流越大，发热越多
[实验三] 探索电热与时间的关系
思考：如何探究时间变化对电热的影响？
方法：继续观察B(镍铬合金)装置，延长通电时间， 看煤油温度的变化
设计实验 进行实验
实验表明：在电阻和电流相同的情况下， 通电时间越长，发热越多
二、焦耳定律
达标检测
1. 在研究电流的热效应跟电阻大小的关系中，实验时 应同时保持的两个物理量是（ ） A．通过它们的电流和加在它们两端的电压 B．通过它们的电流和它们的电阻 C．通过它们的电流和通电时间 D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时 间 2. 两只阻值不同的电阻并联在同一电源的两极上，下 列说法正确的是（ ） A．电阻较大的发热较多 B．电阻较小的发热较多 C．通电时间长的发热较多 D．通电时间相同，电 阻 较小的发热多
Q=I² Rt=(3.5A) ² ×10Ω×3600S=441000J
可见：W＞Q 而且此时欧姆定律成立吗？
不成立
达标检测
3. 横截面积相同的两根铁导线，甲比 乙长些，将它们串联后接入电路，则 （ ） A.甲乙两导线的实际功率一样大 B.甲乙两导线放出的热量一样多 C.甲导线的功率比乙导线的功率大 D.通过甲导线的电流比乙导线的电流小
非纯电阻电路： 像电风扇这种把电能主要转化为 其它形式的能，少部分电能转化 为电热的用电器。
例2：
有一电炉正常工作时电压为220V，其 电阻为48.4Ω，求它正常工作一小时， 发热多少焦？
三、焦耳定律的理论推导
请比较电炉与电风扇的的工作的工作特点
纯电阻电路：像电炉这种将电能全部转化为电热
即电流做作的功全部用来发热的 用电器， Q=W
Q UIt 纯电阻电路中焦耳定律的推导 ：
Q × I Rt Q=W=Pt=UIt=IR It=I² Rt
8.4 电 和 热
想想看吧！
星期天,小明的妈妈出门前嘱咐小明别 看电视,得先完成作业,可是小明等妈妈一 走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始 做作业,妈妈问小明为何没有做完作业,小 明说作业太难,可是小明妈妈只用了一招 就知道小明说了谎,请问,他妈妈是怎样做 的? 她摸了摸电视机的的散热窗，发 现那儿还热着呢
电流通过导体所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。 表达式： Q = I² t R
Q—热量—焦耳（J） I —电流—安培(A)
R—电阻—欧姆(Ω)
t —时间—秒(s)
典型例题 例1：
导体的电阻为5Ω ，通过它的电流为 2A，在1秒内，导体上电能转化为多少 J的热？
2
U2 Q t =U(U/R)t=U² /Rt R
四、电热的利用和防止
1、电热器：
① 电热饮水机 ② 电熨斗 ③ 电烙铁
④电热孵化器
⑤电烤箱
⑥ 电热水器
2、电热器的发热体： 电阻大、熔点高 3、电热器的优点： 污染小、使用方便 4、防止方法：散热窗、 散热片、散热风扇、通风等
小结：
1、电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫 电流的热效应。 纯电 Q U 2 t 2、焦耳定律：Q=I² Rt R 阻电 路中 Q UIt 3、利用电流热效应来工作的用电器叫电热器， 电热器的发热体：电阻大、熔点大。 4、要从通风、散热等角度来有效地防止电热的 危害。
讨论1:当一个物理量被猜测与多个因素有关， 应用 什么 方法去研究？ 控制变量法 讨论2:用什么方法和器材去观察那些不可见的 物理量？ 转换法
思考：怎样比较通电导体产生的热量的多少？
思路：加热相同质量的液体，观察其温 度的变化
参考装置：电ຫໍສະໝຸດ 丝质量相等是为了 为何选择质 控制变量；选择 量相等煤油 煤油是因为煤油 而不是水？ 升温快，水升温 慢，实验时间过 煤 长；含有杂质的 油 水是导体，影响 电阻丝的电阻， 影响实验.
你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？
电热器
水用管状电热器
热水器
饮水机
电烤箱
一、电流的热效应
电流通过导体时，电能要转化成热， 这个现象叫做电流的热效应。 （电流通过导体时，导体会发热）
思考：为什么电炉丝热的发 红，而导线却几乎不发热？ 发热的多少与什么因素有关？
二、探究：电流的热效应与什么因素有关
W(=UIt)＞Q(I² ) Rt
注意：含有电动机的电路都是非纯电阻电路
例题2：有一电动机其线圈的电阻为10Ω，其正常工作的电压 为220V，工作时的电流是3.5A，其正常工作一小时消耗的电 能和发热的多少？
解：消耗的的电能 W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S=2534400J 产生的热量
提供器材
铜丝
镍铬合金丝
还需要什么器材？
[实验一] 探索电热与电阻的关系
思考：怎样才能使两段电阻不同的导体有相等的 电流和通电时间？
方法:将它们串联在电路中
设计实验：
进行实验：
实验表明：在通电时间一定，电流相 同的情况下，电阻越大，发热越多
[实验二] 探索电热与电流的关系
思考：电阻该如何选择？通电时间怎样控 制？如何变化电流？ 方法：只观察B(镍铬合金)装置，通过滑动变阻器 改变电流，看相同时间内煤油温度的变化