电流热效应小实验

用电炉丝做电学小实验的几种方法作者：龚道良来源：《中学物理·初中》2013年第09期实施物理新课程标准，要让学生做一些小实验，通过做小实验让学生获得的体验，从小实验中学到物理知识，学会物理方法.在实践中笔者发现，电炉丝是电学小实验的好材料，商店中有售，价格便宜，无论是教师自制电学演示实验，还是学生做电学小实验，都是小实验的好材料，下面介绍用电炉丝做电学小实验的几个实例.1 利用电炉丝制作滑动变阻器人教版八年级物理下册教材P19页图6.4-1“用铅笔芯控制小灯泡亮度”实验，这个实验器材有三个缺点：一是铅笔芯在木槽中易碎成小段，影响小实验的效果；二是在滑动的过程中会磨掉一些铅笔芯的石墨粉，使铅笔芯的粗细变得不均匀，电阻值发生不均匀的变化；三是因为铅笔芯的主要成份是石墨，电线与石墨的接触电阻较大，造成小灯泡有时亮有时不亮的现象.以上三点都会影响到小实验的效果.电炉丝是做滑动变阻器的小实验的好材料，它是用镍铬金合金材料制成的.1 kW的电炉子的电炉丝， 1 cm的电阻值约1 Ω左右，我们要选10 Ω（实验小灯泡电阻10 Ω左右）的电阻，大约需要10 cm的这种电炉丝，按如图1所示接好电路后，向左或向右滑动P时，小灯泡亮度变化效果非常明显，让学生将小实验现象记录在事先设计的表格中，通过分析小实验更进一步加深学生对滑动变阻器原理的理解.2 利用电炉丝研究电阻与温度的关系电炉丝镍铬合金材料制成，其特性为电阻随温度的升高而增大.利用它的这种特性可以让学生体验“电阻大小与温度有关”.如图2所示，选取合适长度的电炉丝、小灯泡、电源、开关组成电路，用酒精灯加热电炉丝R，让学生观察灯泡亮度，学生会发现灯泡的亮度发生了明显的变化，通过分析电路中电流的变化情况，从而得出“电阻大小与温度有关”的结论.3 利用电炉丝研究电流的热效应“电流一定时，电流的热效应与电阻大小有关”.学生做这个小实验时，一是需要两只阻值不同的电阻，用电炉丝很容易做成两只不同阻值的电阻，截取长度不同的电炉丝，就得到了两只阻值不同的电阻R1和R2；二是要反映电阻产生热量多少的器材.在教学过程中教师可以给学生提供以下器材：电源、导线、开关、电炉丝、松香、火柴、煤油、小玻璃瓶、细玻璃管（或塑料管）让学生设计各种不同的实验方案，经过学生讨论可以设计出下列方案进行小实验：（1）自制如图3所示小实验用的仪器，把R1、R2分别浸在装有煤油的小药瓶中（R1≠R2），然后比较通电一段时间后药瓶内煤油柱升高的高度，再进行分析，串联电路中电流和通电时间相同，由Q=I2Rt得：电阻大的产生热量多，使煤油上升得高，从而得出“电流的热效应与电阻的大小有关”的结论.（2）如图4所示，把两根不同的电炉丝（R1≠R2）串联起来接入电路，在R1、R2电炉丝上用凡士林粘几根火柴，比较通电后哪根电炉丝上的火柴先掉下来，通过分析讨论，串联电路中电流和通电时间相同，由Q=I2Rt公式分析同样也可以得出“电流的热效应与电阻有关”的结论.（3）还可以设计与上面不同的实验方案：在方案（2）中把火柴换成质量相同的松香，放在两个电阻上，看松香熔化的多少来得出“电流的热效应与电阻有关”.电炉丝虽小，在电学实验中能发挥很多作用.除了上述实验外，还可以组织学生用电炉丝探究“电阻的大小与导线长度”的关系，“电阻大小与导线横截面积大小的关系”，“电阻大小与导线的材料有关”等实验.通过教学实践发现：电炉丝的确是新教材电学实验的好材料.。

16.4《科学探究：电流的热效应》教案 20242025学年沪科版九年级全一册物理当我设计《科学探究：电流的热效应》这一课时，我的设计思路是让学生通过实践活动，探究电流产生热量的规律，从而加深对电流热效应的理解。

本节课的目的在于让学生通过实验和观察，了解电流的热效应，并探究影响电流热效应的因素。

教学目标：1. 了解电流的热效应，知道电流通过导体时会产生热量。

2. 能够运用控制变量法，探究影响电流热效应的因素。

3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。

教学难点与重点：重点：了解电流的热效应，掌握影响电流热效应的因素。

难点：运用控制变量法进行实验探究，理解电流热效应的原理。

教具与学具准备：1. 教具：电流表、电压表、滑动变阻器、电炉、导线、开关等。

2. 学具：实验记录表格、笔。

活动过程：1. 引入：以日常生活中常见的电热器为例，引导学生思考电流产生热量的现象，激发学生的兴趣。

2. 讲解：讲解电流的热效应的定义，引导学生了解电流通过导体时会产生热量。

3. 演示实验：进行电流热效应的演示实验，让学生直观地观察到电流产生热量的现象。

4. 实验探究：让学生分组进行实验，运用控制变量法，探究影响电流热效应的因素。

活动重难点：重点：了解电流的热效应，掌握影响电流热效应的因素。

难点：运用控制变量法进行实验探究，理解电流热效应的原理。

课后反思及拓展延伸：课后反思：回顾本节课的教学，学生对电流的热效应有了基本的了解，但在实验操作和数据分析方面还需加强指导。

拓展延伸：让学生思考电流热效应在生产生活中的应用，如电热器、电饭锅等，引导学生将所学知识与实际生活相结合。

重点和难点解析：1. 引入环节的情景设置：我选择了日常生活中学生常见的电热器作为切入点，通过提问方式引导学生思考电流产生热量的现象。

这一环节的关键在于激发学生的兴趣，让他们意识到电流热效应与自己的生活息息相关。

2. 讲解环节的清晰表达：在讲解电流的热效应时，我力求用简洁明了的语言阐述概念，确保学生能够准确理解电流通过导体时会产生热量这一现象。

电流的热效应实验电流的热效应实验是一种常见的物理实验，通过观察电流通过导线时产生的热量，以及导线的温度变化，可以研究电流与热量之间的关系。

本实验可以帮助我们理解电流的传输过程中的能量转化，以及导线的电阻与温度之间的关系。

实验材料和仪器：1. 导线：选择一根细长的金属导线作为实验材料，如铜导线或铁导线。

2. 电源：使用一个直流电源，可以通过调节电压来改变电流大小。

3. 电流表：用于测量通过导线的电流强度。

4. 温度计：用于测量导线的温度变化。

5. 隔热材料：如绝缘胶带或泡沫塑料，用于隔离导线与外界环境的热交换。

实验步骤：1. 将导线连接到直流电源的正负极，通过调节电源的电压，使得电流适当大小。

2. 将电流表连接到导线上，测量通过导线的电流强度。

3. 在导线的两端分别固定温度计，用于测量导线的温度变化。

4. 使用隔热材料将导线包裹起来，减少导线与外界的热交换。

5. 打开电源，使电流通过导线流动一段时间，观察导线的温度变化。

6. 记录电流和导线温度的数据。

实验原理：当电流通过导线时，导线会发生电阻，由于导线的电阻特性，电能会转化为热能，导致导线发热。

根据热传导的原理，导线的温度会随着电流通过的时间增加而升高。

根据热传导定律，导线的温度变化与导线的热容量、电流强度以及通过时间有关。

根据实验数据，可以绘制导线温度随时间变化的曲线，从而研究电流与热量之间的关系。

实验结果和讨论：通过实验数据的分析，可以得出以下结论：1. 导线的温度随着电流强度的增加而升高，说明电流与热量之间存在着一定的关系。

2. 导线的温度变化越大，说明导线的电阻越大，电能转化为热能的比例也越大。

3. 导线的材料对电流的热效应有一定的影响，不同的导线材料具有不同的电阻特性和热导率，从而导致不同的温度变化。

4. 导线的长度和直径也会影响电流的热效应，较长的导线和较小直径的导线会产生更大的温度变化。

实验的应用：电流的热效应广泛应用于各个领域中，如电热器、电炉、电磁炉等。

中考物理实验专题复习——探究电流的热效应的实验命题点1.实验电路图的连接2.实验探究方法(1)转换法(实验通过温度计的示数或U形管液面的高度的变化反映产生热量的多少) ,(2)控制变量法①被加热物质相同，质量相同,初温相同②在研究电流的热效应与电阻的关系时,控制两加热电阻的电流相同(两电阻串联)和通电时间相同③在研究电流的热效应与电流的关系时,控制电阻相同,通电时间相同3.被加热物质的选择(选择空气,原因是其比热容小，实验耗时短,效果明显)4.实验中两容器中电阻丝串联的目的(使通过两个电阻丝的电流相等)5.电阻大小比较6.实验结论(1)电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关(2)在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多(3)在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多7.利用电流的热效应解释日常生活中的现象典题欣赏:1.(2017日照)某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。

他们用的实验器材如下如所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

(1)请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中。

(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫。

(3)接好电路，闭合开关，通电一段时间后，(填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，越大，所产生的热量越多。

(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)。

移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。

此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是(5)如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q 。

电流的热效应实验电流的热效应是指当电流通过导体时，由于导体的电阻会产生热量。

这一现象被广泛应用于各种电器设备中，例如电炉、电热水壶等。

为了进一步了解电流的热效应，我们可以进行一系列的实验来观察和测量热效应的具体表现。

我们需要准备一些实验材料和仪器。

材料包括导体（如铜线）、电源、电阻丝等。

仪器包括电流表、电压表、温度计等。

接下来，我们可以按照以下步骤进行实验：第一步，连接电路。

将电源的正负极分别与导体的两端相连，确保电流可以顺利通过导体。

第二步，测量电流和电压。

通过电流表和电压表可以分别测量电流和电压的数值。

在实验过程中，我们可以改变电流的大小，观察电流和电压之间的关系。

第三步，测量温度变化。

将温度计接触导体，记录下导体的初始温度。

然后，打开电流，使电流通过导体一段时间后，再次测量导体的温度变化。

通过实验数据的收集和分析，我们可以得到一些有趣的结论。

首先，我们发现当电流通过导体时，导体会发热。

而且，随着电流的增大，导体的发热量也会增加。

这说明电流的大小和导体的发热量之间存在着一定的关系。

此外，我们还观察到导体的温度随着时间的增加而升高，这进一步验证了电流的热效应。

在实验中，我们还可以探究一些其他的问题。

例如，我们可以改变导体的材料，比较不同材料导体的发热特性。

我们可以使用不同大小的导体，观察导体的发热是否与导体的尺寸有关。

我们还可以测量电流通过不同长度的导体时的发热量，以探究导体长度对热效应的影响。

通过这些实验，我们可以更深入地了解电流的热效应，并且可以应用这些知识到实际生活中。

例如，在电炉中，我们可以利用电流的热效应来加热食物。

在电热水壶中，电流的热效应可以将冷水加热成热水。

此外，电流的热效应还可以用于控制温度，例如在恒温水浴中，可以通过调节电流的大小来控制水的温度。

电流的热效应是一个重要的物理现象，通过实验我们可以更深入地了解和应用这一现象。

通过收集实验数据和分析结果，我们可以得出各种结论，并且可以进一步探究其他相关问题。

热效应实验热效应实验仪包括热机和热泵。

当作为热机时，来自热端的热的热量被用来作功，从而有电流流过负载电阻，由此可以得到热机的实际效率和理论最大效率。

当作为热泵时，将热量从低端传到热端，从而可以得到热泵实际性能系数和理论最大系数。

热效应实验仪基本元件是被称为帕尔帖器件的热电转换器。

为了模拟热学教材中具有无限大热池和无限大冷池的理论热机，帕尔帖器件的一端通过向冷池加冰保持低端温度不变，而帕尔帖器件的另一端利用加热器电阻保持热端温度稳定。

1. 历史背景把热能转换为电能的所谓电热效应的发展已有一个半世纪的历史。

这是与温度梯度的存在有关的现象，其中重要的是温差电现象。

但是，由于金属的温差电动势很小，只是在用作测量温度的温差电偶方面得到了应用。

半导体出现后，发现它能得到比金属大得多的温差电动势，在热能与电能的转换上，可以有较高的效率。

因此，在温差发电、温差致冷方面获得了发展。

1821年，德国物理学家塞贝克发现不同金属的接触点被加热时，产生电流，这个现象被称之为塞贝克效应，这就是热电偶的基础。

然后在1834年帕尔帖发现了塞贝克效应的逆效应，即当电流流过不同金属的接点时，有吸热和放热现象，取决于电流流入接点的方向。

现在，使用Pn结实现塞贝效应，不同半导体器件的布局如图1。

假设半导体器件左边的温度维持比右边的温度高。

在器件左边的接点附近产生的空穴漂移穿过接点进入P区，而电子则漂移穿过接点进入n区；在器件右边的冷端，发生相同的过程，但是与热端比较，空穴与电子的漂移速度较慢，所以n区从热端（左边）流向冷端（右边），即电流从冷端（右边）流向热端（左边）。

2. 热机原理热机利用热池和冷池之间的温差做功。

通常假设热池和冷池的尺寸足够大以至于从池中吸收了多少热或者为池提供热量保持池的温度不变。

热效应实验仪是利用加热电阻为热端提供热量和向冷端加冰吸取热量来保持热端、冷端的温度。

对于热效应实验仪，热机通过电流流过负载电阻来做功。