【预习新知】
每个家庭之中,都蕴含多种多样的家用电器,其中包括电冰箱,还有洗衣机,另外有电饼铛,再者是电饭煲,以及电热水壶,甚至就还有那电炉子等等。
其中,电饼铛是把电能转化为热能的装置,电饭煲是把电能转化为热能的装置,电热水壶是把电能转化为热能的装置,电炉子是把电能转化为热能的装置,它们与你冬天相伴的暖宝宝原理相同。
物理学中把电流通过导体产生热量的现象叫做电流的热效应。
常见利用电流热效应工作的设备通常称为电热器.
例如:
电饼铛 电饭煲


用于烹饪加热的电炉子,能将电能转化为热能,以满足烹饪需求,而电热水壶则是借由电能运作,专门用于烧煮热水的器具。


暖宝宝


【举手提问】
1.如何用实验探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关?
2.什么是焦耳定律?
3.焦耳定律适用哪些范围?
4.电炉丝热得发红,为什么与他串联的导线几乎不热?
【新课学习】
1.探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
出于探究“电流穿过导体之际所产生热度的数量究竟和哪些因素存在关联”的目的,课本之中设计了像下面所呈现的这般实验装置。
两个烧瓶中盛着等量的煤油,温度计显示煤油的温度。
两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝。
放置于烧瓶A当中的金属丝属于铜丝电动机工作原理 初中物理,其具备的电阻相对要小一些;而处于烧瓶B里面的金属丝为镍铬合金丝,该金属丝所具备的电阻则比较大。

【实验分析】
1.在实验里头,有两个烧瓶,这两个烧瓶之中装着数量相等的煤油,借助温度计所显示出来的示数去表示热量的多少,温度要是越高的话,那就表明电阻丝产生出来的热量是越多的。

2.探究热量与电阻的关系
分别放置在两个烧瓶里的电阻丝RA与RB,它们是串联的状态,因为在通电的时候,电流是相等的,而且通电所持续的时间也是相等的,所以去观察两只温度计所显示的示数,借此来比较不一样的电阻丝所产生的热量数量的多少。
实验发现电阻越大的瓶子温度计的示数高.

实验结论一
在电流、通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
【实验反思】
本实验用到了两个物理方法:
(1).控制变量法
有两瓶,都采用同一种物质煤油。这两瓶煤油的质量是相等的。电阻丝RA、RB相串联,其电流是相等的。且它们所通电的时间也是相等的。
(2).转换法
用温度计显示的温度高低来说明电热丝产生热量的多少。
3.探究热量与电流的关系
保持运用控制变量法,选取同一个烧瓶RB,确保通电的时间是一样的,对电流的大小作出改变,去观察且比较先后两次温度计所显示示数的大小。
实验发现电流大时温度计的示数高.

实验结论二

在通电时间和电阻相同时,电流越大产生的热量越多。
实验和事实说明:
结论三
电流和电阻相同时,通电时间越长,产生的热量就越多。
【改进实验方法】
质量相等的煤油(或其他液体),被放置于密闭容器内,当电阻致使热量产生之际,U形管里的红色液体,便会形成高度差,借由U形管高度差的具体大小,从而表明电流经过电阻所产生热量的数量多少,且依旧秉持着转换法。

这样改进的好处是实验操作简单,实验时间短效果明显。
去探查“电流固定不变时,电流经由导体所产生的热量跟电阻之间的关系”的实验装置呈现如下模样:(运用控制变量法,串联电路之中的电流皆是相等的)

实验结论:
在电流、通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
探讨“在电阻保持恒定的情况下,电流经由导体所产生的热量跟电流二者之间的关系”的实验装置呈现如下模样:(运用控制变量的方法:确保电阻是相等的)

实验电路原理图解:

实验结论:
在通电时间和电阻相同时,电流越大产生的热量越多。
2.焦耳定律
英国的物理学家焦耳,做了数量众多的实验,在1840年钓鱼网,精准地得出了电流所产生的热量。
跟电流、电阻和通电时间的关系:
(1)定律内容:
电路之中,电流经由导体之时,所产生的热量,与电流的二次方呈现出成正比的关系,并且,跟导体的电阻也是成正比的。
这种规律被称作焦耳定律(Joule law)呢,它是与通电的时间呈现出成正比的状态哟。
(2)公式
焦耳定律可以用下面的公式表示
Q=I²Rt
(3)单位
符号的意义及单位
Q—热量—焦耳(J)
R—电阻—欧姆(Ω)
I—电流—安掊(A)
t—时间—秒(s)
3.焦耳定律的适用范围
于纯电阻电路里头,当电流经由导体之时,倘若电能全然转变为热,却并非与此同时转变为别的形式的能量。
那么,电流产生的热量Q就等于消耗的电能W=UIt
即Q=W=UIt=I²Rt
4.解释【想想议议】
为什么电炉子工作时,电炉丝热得发红而连接的导线几乎不热?

分析:
导线跟电炉丝是串联的,二者电流是相等的,并且通电时间也是一样的,缘于导线的电阻相比较小,然而电阻丝的电阻却是很大的,在电流相同、通电时间相同的状况下,电阻越大之时,所产生的热量就会越多,所以导线基本上几乎不热。
【中考真题同步训练】
1.(2018河北34题)
探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,所使用的装置是如图甲所示的那个,烧瓶里面装满了煤油,且这些烧瓶是相同的。


(1)装入烧瓶中的煤油,是(选填“导体”,还是“绝缘体”)呢。
(2)请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图.
(3)要达成实验目的,所选择的两电阻丝R₁跟R₂的阻值应当是这样的情况 ,经过R₁的电流 ,是这样一种状况 ,它与经过R₂的电流存在特定关系。
(4)电学接通持续一定时长之后,装于乙瓶内的玻璃管之中,液面抬高起来的程度比较大,这表明了。
(5)用如图乙所示装置的小红,进一步去探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,经过多次测量之后去收集起实验数据,绘制出烧瓶中玻璃管内液面上升高度h与电流I的关系图像,依据焦耳定律能够确定,图丙之中可以正确反映h—I关系的是。

【拓展】借助Q=I²Rt能够算出电流通过任意用电器所产生的热量,那么是否能用Q=UIt来算出电流通过任意用电器所产生的热量呢?请通过实例阐述原因。
2.(2020部阳)(8分)
同学们准备好了学生电源,准备好了滑动变阻器,准备好了电流表,准备好了开关,准备好了用来连接的导线,还准备好了完全相同的甲、乙两个烧瓶,甲烧瓶中装有电阻丝R甲,乙烧瓶中装有电阻丝R乙,另外还准备好了相同的温度计,之后连接了如图所示的电路,最后进行实验探究。

(1)小明借助这一套装置,去比较甲瓶以及乙瓶之中液体的比热容,目的是要让两种液体处于一种状态。
定时间之内,所吸收的热量为相等状态,其在设计电路之际,必须要满足的条件是,R甲的阻值与R乙的阻值,需进行选填,是“相同”或者“不同”这两种情况中的一种。
在实验里,保持着液体质量是相同的状态。闭合了开关之后,经过通电一段时长,小明察觉到,甲瓶之中的温度计示数上升了5℃,乙瓶里面的温度计示数上升了10℃,那么,在比较之下电动机工作原理 初中物理,选填“甲”或者“乙”,可知是甲瓶或者乙瓶中液体的比热容是比较小的。
(2)小丽凭借这套装置去探究电流产生的热量跟电阻的大小有无关联,她在设计电路之际应让R甲、R乙阻值有所不同才可,除了要控制电流大小以及通电时间保持一样之外而且还要使液体的种类以及液体的质量保持相同才行。
3.(2019北部湾经济区)
如下图所展示的那样,存在两个透明的容器,其中密闭了数量相等的空气,A、B两个U形管内部的液面处于相平的状态,电阻丝的电阻R1等于R2还等于R3,小明运用图示装置来开展实验,以此探究电流通过导体的时候所产生的热量Q与什么因素存在关联,以下说法是正确的( )。

A.此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C.电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D.通电后,A管的液面将会比B管的液面高
参考答案:
1.(1)绝缘体
(2)如答图所示

(3)相等 小于
(4)于通电的时间以及电阻相同的状况之下,经过导体的电流要是越大,那么导体所产生的热量就会越多。
(5)A
【拓展】不行。电动机运转的时候,所消耗的电能是W = UIt ,可是它所消耗的电能转化成了机械能与内能,那么W > Q = I²Rt ,故而电流经过某些用电器之际,其产生的热量是没办法用Q = UIt来予以计算的。
2.(1)相同 乙 (2)不同 质量
3. D
【九年级上册全部课程】

第十一章:电流和电路
第十二章:电压和电阻
第十三章:欧姆定律
第十四章:电功率
第十五章:安全用电
【写在后边】
作者所在地方是山东省济南市莱芜区,其为中学的高级物理教师,此人在一线毕业班讲授课程长达42年,一直专注于初中物理教材教法以及中考试题方面的研究,还创建了名为“初中物理同步”的微信公众号,通过该公众号来助力学生去学习初中物理知识,对物理学习方法予以指导,进而培养学习兴趣以及思维习惯。
如果在学习中遇到问题,可进作业+中考群交流学习
电微:


