物理焦耳定律教学课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第4节焦耳定律电热水壶电烤箱小太阳一、电流的热效应这些用电器目的都是利用电来获得热一、电流的热效应1.概念：电流通过导体时，导体发热的现象，叫电流的热效应。2.实质：电能转化为内能。3.大部分导体中有电流通过时，都会发生电流的热效应现象：电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。思考：电流通过导体时产生热的多少可能跟哪些因素有关?想想议议可能跟电流大小I电阻大小R通电时间t（控制变量法）电热Q电流通过导体时产生热量跟什么因素有关?提出问题：二、焦耳定律电热液面高度差（温度计示数）转换法实验装置温度计控制不变的量是：_______________。电流通电时间在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大，产生的热量越多。1、电流通过导体时产生热的多少与电阻大小的关系结论2、电流产生热量的多少与电流大小的关系在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多。结论控制不变的量是：__________________。电阻通电时间同一个电阻通电的时间越长，液柱上升较高。3、电流产生热量的多少与通电时间的关系结论在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长，产生的热量越多。焦

耳

定

律1.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.公式：Q=I²Rt3.单位：I—安，R—欧，t—秒，Q—焦.

焦耳（1818—1889），英国物理学家。用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。1、电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q热=W=UIt(纯电阻电路)再根据欧姆定律U=IR，就得到Q=I2Rt

2、当电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：

W＞Q热（非纯电阻电路）电能

内能+机械能三、电能和电热关系电能用电器内能机械能其他能W=UIt

Q=I2Rt

电风扇、电视机等用电器：W>Q=I2Rt电暖器，电饭锅等用电器：W=Q=I2Rt三、电能和电热关系焦

耳

定

律电功、电功率及焦耳定律的比较电功电功率焦耳定律适用范围基本公式导出公式普遍适用适用于纯电阻电路Q＝I2RtW=UItP=UIW=Pt四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图18.4-5甲所示，电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中；如图18.4-5乙所示，电阻为R3、R4的电阻器并联后也接在电压为U的电路中。已知R1＝R3，R2＝R4，R1＞R2。（1）电阻为R1和R2的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？（2）电阻为R3和R4的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？Q=I2Rt

=(0.6A)2×60Ω

W×300s=6480J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?答:在5min内共产生6480J热量。解:练一练（1）电热器:把电能转化为内能的装置。1．电热的利用（2）电热器的原理:利用电流的热效应电饭锅电热水壶电热取暖器电热孵化器四、电热的利用和防止(1)电热的危害:轻则用电器烧坏；重则引发火灾。2.电热的防止(2)防止措施有：设法减少产生的热量。可以设法散热。散热窗散热片和风扇散热片

为什么电炉丝热得发红，而与电热丝相连的导线几乎不发热？电炉丝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。导线的电阻很小，1m长的导线，电阻只有百分之几欧姆，而电炉丝的电阻可达几十欧姆到上百欧姆。根据Q＝I2Rt可知，在I和t相等时，Q与R成正比，所以电流流过电炉丝产生的热量要远远大于在导线中产生的热量，因此电炉丝很热而导线却不热。某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5Ω，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？解：消耗的电能为:

W总=UIt=220V×2A×60s=26400J线圈中产生的热量为：

Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60s=1200J得到的机械能为：

W机=W总－Q=26400J－1200J=25200J课堂小结1.某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量?解：电流产生的热量Q＝I2Rt＝（2A）2×2Ω×60S＝480J动手动脑学物理2.一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，1min钟产生多少热量?解：产生的热量Q＝W=Pt＝450W×60S＝27000J3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大?在额定电压下通电10min产生多少热量?解：额定功率P＝U2/R=（220V）2/1210Ω＝40W 产生的热量Q＝W=Pt＝40W×600S＝24000J 4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。解：电阻丝工作时的电阻R=Q/I2t=6.6×104J/(5A)2×60S=44Ω电阻丝的电功率P＝W/t=Q/t=6.6×104J/60S＝1100W6.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。（1）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例；（2）列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施。答：（1）利用电流热效应：电热水器烧水、电饭煲煮饭；（2）防止电流热效应产生危害采取的措施：大部分家用电器后盖都有散热孔、部分家用电器内还加装散热风扇。7.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要