焦耳定律学年九年级物理全一册同步备课

-18.4焦耳定律九年级物理全一册•人教版-教学目标一01认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。02知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系03通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。课堂引入二思考一下电器工作时会消耗电能，为什么会发热呢？电能内能电流的热效应三1.电流的热效应电流的通过导体时，导体会发热。这种现象叫电流的热效应。电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关？思考一下电流通电时间电阻电流的热效应三2.探究影响电流的热效应的因素【猜想与假设】（1）可能与通过导体的电流有关；（2）可能与导体的电阻有关；（3）可能与通电时间有关；有电流导体时，导体才会发热电烤炉工作时，烤炉，导线几乎不发热，因此，电流的热效应与电阻有关。生活中手机充电时，充电越久高。电流的热效应三【设计实验】（1）焦耳定律演示器：透明容器密闭并与U形管一端连通。

容器有一段电阻丝，两个容器的电阻丝串联在一起接入电路。排气孔接线柱电流的热效应三【视频欣赏】电流的热效应三（2）实验原理：如图所示，U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。哪侧U型管中液柱出现的高度差越大，表明其的电阻丝产生的热量多。电流产生热量Q放盒内空气吸热热传递Q吸热膨胀增大的体积ΔV液面高度差Δh可以用U形管两侧液面高度差Δh表示电流通过导体产生的热量Q。转

换Δh电流的热效应三（3）研究方法a.控制变量法：在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。b.转换法：实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。电流的热效应三【实验1】探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，并且使用稳定电源。闭合开关，通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。R1=5ΩR2=10ΩA控制变量法控制电流，通电时间一定电流的热效应三【视频欣赏】电流的热效应三Δh1Δh2R/Ω510Δh较小较大结论：电流通过导体产生的热量跟电阻有关。在电流和通电时间一定时，电阻大，液面高度差大。电流的热效应三【实验2】探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系将三个阻值相同的电阻串、并联接入电路，并且使用稳定电源。并联一个相同电阻，目的是改变通过盒内电阻的电流大小，从而使通过两个容器中电阻的电流不同，闭合开关，通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。I=2I1IAR=10ΩR=10ΩR=10ΩI1控制变量法控制电阻，通电时间一定电流的热效应三【视频欣赏】电流的热效应三电流较大较小Δh较大较小Δh1Δh2结论：电流通过导体产生的热量跟电流有关。在电阻和通电时间一定时，电流大，液面高度差大。电流的热效应三【实验3】探究电流通过导体产生的热量跟时间的关系闭合开关，通电一段时间后，观察同一个密封盒U形管液面的高度差的变化。

Δh电流的热效应三ΔhΔh通电时间较长较短Δh较大较小结论：电流通过导体产生的热量跟通电时间有关。，通电时间，液面高度差大。电流的热效应三【归纳结论】·

在电流相同和通电时间一定时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。·

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。·

在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。电流的热效应三焦耳定律四R1：R2＝1：2h1：h2＝1：2电流通过导体时产生的热量跟电阻是否成正比？思考一下电阻丝电子探头电流产生的热量Q放水的化量Δt盒内水吸收的热量Q吸=cmΔt【实验原理】转

换1.探究电流通过导体产生的热量跟电阻是否成正比？焦耳定律四【实验方案】将不同阻值的电阻串联接入电路，使用稳定电源，并记录数据。控制变量法控制电阻，通电时间一定焦耳定律四0.61.31.92.53.13.7Δt/℃R/Ω结论：在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电阻成正比。焦耳定律四【实验方案】将阻值一定的定值电阻与滑动变阻器串联接入电路，调节滑动变阻器改变电流，使用稳定电源，并记录数据。2.电流通过导体产生的热量跟电流的定量关系。【视频欣赏】焦耳定律四0.20.923.65.68.10.2512.2546.259结论：在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流二次方成长比。焦耳定律四（1）定义：电流通过导体产生的热量跟电流二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。3.焦耳定律（2）表达式：Q＝I2Rt“Q”表示电热，单位是焦耳（J）“I”表示电流，单位是安培（A）“R”表示电阻，单位是欧姆（Ω

）“t”表示通电时间，单位是秒（s

）1J＝1A2·Ω·s焦耳定律四【例】一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量？解：I==

=UR36V60Ω0.6AQ＝I2Rt由得Q＝I2Rt＝（0.6A）2×60Ω×5×60s＝6480J答：在5min内共产生多6480J热量。焦耳定律四4.电功与电热(1)电功与电热的区别·电功是指电流经过电路所做的功，其做功的多少表示电路消耗多少电能，表示了有多少电能转化为其他形式的能。·电热是指电流经过电路时，其产生的电能转化为内能的那一部分。焦耳定律四①当电流通过某些用电器时，电能全部转化为了内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即Q＝W。电能全部转化为了内能Q＝WQ＝I2RtW＝UItU＝IR(2)电功与电热的联系焦耳定律四②当电流通过某些用电器时，电能主要转化为其他形式得能量，只有少部分转化为内能，即Q＜W。W总＝UIt=W机械能+Q热量焦耳定律四电炉通过导线接到电路中，流过导线的电流全部流过电炉丝，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等。但导线的电阻远小于电炉丝的电阻。思考一下为什么电炉丝热得发红而导线几乎不发热？根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内，电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。焦耳定律四电热的利用与防止五1.电热的利用加热利用电热孵化器孵小鸡电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用了电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体。·电热器的发热体：电阻大、熔点高的金属丝或合金片。·电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，

还可以方便地控制和调节。电热的利用与防止五【视频欣赏】电热的利用与防止五2.电热的防止为了防止用电器高，必须通风散热。散热窗电脑工作时，CPU等部件的会升高，需要安装散热窗、使用微型风扇及时散热。电热的利用与防止五大型电动机等大功率的用电器，都装有散热片、散热窗、电风扇等散热装置。电热的利用与防止五随堂练习六练一练1．为了找出电流通过导体时产生的热量跟导体电阻的关系，实验时必须同时保持不变的物理量是（）A．导体的电阻和导体中的电流 B．导体的电阻和通电时间 C．导体中的电流和通电时间 D．导体的电阻、导体中的电流和通电时间C2．将规格都是“220V180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（）A．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多C随堂练习六3．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是（）A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大 B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟

电流大小的关系 C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热

量跟通电时间的关系D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液

体的热胀冷缩造成的C随堂练习六某省市同学在科学课上表演了一个小魔术，用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置最容燃（）A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样C随堂练习六5．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s产生的热量为（）A．3800J

B．72200JC．200J