電能第3課時(shí)（含實(shí)驗(yàn)視頻）課件九年級(jí)科學(xué)上冊(cè)（浙教版）（完整版）4

電能

第3課時(shí)夏天，使用的電驅(qū)蚊器冬天，使用的電取暖器夏天，你使用電驅(qū)蚊器嗎？冬天，你使用電取暖器嗎？這些用電器工作時(shí)都會(huì)發(fā)熱，你知道它們的工作原理嗎？原來，電流通過各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的過程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的。你能列舉一下生活中的電熱器嗎？電驅(qū)蚊器電取暖器電熨斗電熱毯電熱壺電飯煲各種電熱器在結(jié)構(gòu)上有什么相同之處？電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？?jī)?yōu)點(diǎn)：無污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。缺點(diǎn)：①在家庭電路中，由于長(zhǎng)期的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的絕緣層會(huì)加速老化，甚至?xí)龤Ы^緣層而引發(fā)火災(zāi)；②同時(shí)，由于電流熱效應(yīng)，會(huì)影響家電的使用性能和壽命。那么，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)呢?如圖所示，2只燒瓶?jī)?nèi)裝有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶?jī)?nèi)各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。燒瓶與玻璃管相當(dāng)于液體溫度計(jì)，只要比較2根玻璃管內(nèi)液面上升的高度，就可以比較出液體溫度上升的高低，進(jìn)而比較2根電阻絲放出熱量的多少。實(shí)驗(yàn)一：研究電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響研究電熱器電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響要研究電阻對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響，應(yīng)該控制電流和通電時(shí)間不變，則可以讓兩個(gè)阻值不同的電阻串聯(lián)后接入電路。1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：控制變量法（1）將2根電阻絲串聯(lián)在電路中，標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。（2）閉合開關(guān)，記下電流表的讀數(shù)：（3）經(jīng)過一段時(shí)間后，標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。2、實(shí)驗(yàn)步驟3、結(jié)論在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。（4）比較2根玻璃管內(nèi)液面上升的高度發(fā)現(xiàn):當(dāng)電流相等，通電時(shí)間相同時(shí)，電阻大的，液柱升高的多。視頻：研究電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響實(shí)驗(yàn)二：研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響，應(yīng)該控制電阻和通電時(shí)間不變，改變電流的大小。2、實(shí)驗(yàn)步驟（1）在實(shí)驗(yàn)一的電路中，切斷開關(guān)，使煤油溫度降到室溫。當(dāng)2根玻璃管中的液面降回到原來的高度后，減小滑動(dòng)變阻器的阻值，閉合開關(guān)，記下電流表的讀數(shù)。（2）經(jīng)過與第一次相同時(shí)間的通電后，標(biāo)出甲瓶（或乙瓶）

玻璃管內(nèi)液面的位置。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電阻相等時(shí)，相等時(shí)間內(nèi)，通過電阻的電流越大，電流產(chǎn)生的熱量就越多。（3）與上次該玻璃管內(nèi)液面上升的高度相比，可以推測(cè)得出結(jié)論，視頻：研究電流的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響顯然，通電的時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量就越多。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)可以得出：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律（Joule'slaws），它最先是由英國(guó)科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的。Q=I2Rt焦耳定律可以用以下的公式表示：熱量Q的單位：焦耳(焦)，符號(hào)J1焦耳=1安2?歐?秒

公式：Q=I2RtI的單位:安(A)，

R的單位:歐(?)，

t的單位:秒(s)。焦耳（1818-1889）電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時(shí)都會(huì)發(fā)熱，哪種用電器可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？

電吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱能和機(jī)械能；

電熨斗工作時(shí)可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱即：Q=W，那么，電熱就正好等于電功。這種情況下，焦耳定律也可以利用電功公式和歐姆定律推出。請(qǐng)你自己推導(dǎo)一下。若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即:Q=W又∵W=UIt根據(jù)歐姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt課本例題：如圖是電飯鍋的電路圖。電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S接通時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，將鍋內(nèi)的水加熱直到燒開；當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S斷開時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。圖中R2

是加熱用的電熱絲，阻值為55歐；R1

是電阻，阻值為145歐。試求:R1

R2220V（1）在加熱狀態(tài)下，電飯鍋正常工作30分鐘產(chǎn)生多少熱量？（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率多大？解：（1）在加熱狀態(tài)下，開關(guān)S接通，電路中只接入電熱絲R2，因此通過R2的電流：I===4安UR2220伏55歐根據(jù)焦耳定律，R2上產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(4安)2×55歐×30×60秒=1.584×106焦（2）在保溫狀態(tài)下，開關(guān)S斷開，電阻R1與電熱絲R2相串聯(lián)，電飯鍋消耗的功率：P′=UI′=220伏×1.1安=242瓦答：（1）電飯鍋正常工作30分鐘產(chǎn)生的熱量為1.584×106

焦。（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率為242瓦。I′=

=UR1+R2220伏

=1.1安145歐+55歐假設(shè)此時(shí)電路中的電流為I′，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)：上面這個(gè)問題還可以用什么方法來求解？（1）算出電流后，R2上產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIt=220V×4安焦×30×60秒=1.584×106焦（2）電飯鍋消耗的功率:課堂小結(jié)焦耳定律電流的熱效應(yīng)焦耳定律特征：電流通過導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱探究電流熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)表述：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式：Q=I2Rt

Q=I2Rt

的推導(dǎo)公式的應(yīng)用1、甲、乙兩段導(dǎo)體通電時(shí)間相同,甲的電阻是乙的3倍,甲、乙產(chǎn)生的熱量之比是4∶3,則通過甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比是()A.2∶3B.2∶1C.9∶2