焦耳定律课件-教科版物理九年级上学期

第6章

电功率第3节焦耳定律第3节

焦耳定律

226初中物理教科版（2024）九年级上册1.经历生活中案例，知道电流的热效应；通过探究电热与电阻、电流、时间的关系实验，建立"Q∝I²Rt"的定量关系认知，能通过推导进一步理解电热与电阻的关系。2.经历"猜想→设计→数据分析→结论归纳"的完整实验流程，掌握控制变量法、转换法；会用焦耳定律解决实际问题。3.通过分析焦耳发现定律的过程，养成实证意识和坚持不懈的科学精神；结合电热器、散热设计的案例对比，形成"安全用电"和"趋利避害"的工程技术思维。学习目标难点重点新课引入

取暖器工作时，发热管内的金属丝通过导线接到电路里，为什么发热管热得发红，而导线却几乎不发热？生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。一、电流的热效应知识构建电水壶电饭锅电熨斗产生热量的多少跟什么因素有关呢？电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。实验探究一、电流的热效应【猜想与假设】（1）可能与电阻大小有关；取暖器工作时，发热管温度高，导线几乎不发热，因此，电流的热效应与电阻有关。用电水壶烧水时，通电越久温度越高。有电流通过导体时，导体才会发热。（2）可能与电流大小有关；（3）可能与通电时间有关。1.探究电流产生的热量与什么因素有关焦耳定律演示器：透明容器中密封等量的空气，与U形管一端连通，容器内部有一段电阻丝。【设计实验】实验器材一、电流的热效应电流产生热量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转换1.探究电流产生的热量与什么因素有关一、电流的热效应（2）转化法：

比较U形管中液面高度差的变化判断电流做功的多少：高度差越大，电流做功越多。产生的热量也就越多。实验项目电阻大小电流大小通电时间探究电阻改变一致一致探究电流一致改变一致探究通电时间一致一致改变（1）控制变量法：【设计实验】实验方法1.探究电流产生的热量与什么因素有关一、电流的热效应【实验现象】电阻大的对应的U形管内液面高度差大一些。【实验结论】R1=5ΩR2=10ΩA1.探究电流产生的热量与什么因素有关【进行实验】

将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路。闭合开关，通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。【实验过程】（1）探究电流产生的热量与电阻的关系在相等时间内，电流相同时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。（2）探究电流产生的热量与电流的关系【实验现象】电流大的对应的U形管内液面高度差大一些。【实验结论】IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

将两根阻值相等的电阻丝串联接入电路，其中一个在透明容器外并联一个电阻。闭合开关，通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。【实验过程】在相等时间内，电阻相同时，通过的电流较大的导体比电流较小的导体产生的热量多。一、电流的热效应1.探究电流产生的热量与什么因素有关【进行实验】（3）探究电流产生的热量跟时间的关系在电流、电阻相同时，通电时间长的导体比通电时间短的导体产生的热量多。【实验现象】【实验结论】【进行实验】

将两根阻值相等的电阻丝分别接入电路。闭合开关，使两电路通电时间不同，观察U形管液面高度差的变化。【实验过程】通电时间长的对应的U形管内液面高度差大一些。R1=5ΩA一、电流的热效应1.探究电流产生的热量与什么因素有关R1、R2串联，通电一段时间后，电阻消耗的电能全部转化为内能，对这两个电阻产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UItQ=I2Rt电流产生的热量与电阻的关系推导两电阻串联，通过电阻的电流和通电时间相等，由表达式可知，电阻越大，电流产生的热量越多。一、电流的热效应知识构建二、焦耳定律1.内容2.公式重点3.单位

电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。想想议议额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？综上，两种表述分别适用于不同的电路条件：电功率公式适用于电压相同的并联电路，而焦耳定律在电流相同的串联电路中更直观。两者在各自适用的条件下都是正确的，并不矛盾。这一现象并不矛盾，关键在于理解电功率公式和焦耳定律的应用条件及相互关系。答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。知识构建三、电热的利用与防止你还能说出一些类似的用电器嘛?鸡苗孵化器电饭锅电熨斗1.电热的利用卷发棒电热毯电烤箱

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温度。三、电热的利用与防止1.电热的利用很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电脑运行时要用微型风扇及时散热电视机的后盖有很多孔等等2.电热的防止三、电热的利用与防止1.(2024·佛山禅城区期末)如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟

的关系”的实验装置。实验过程中用U形管内的

反映电流通过导体产生热量的多少。通电一段时间后，

(选填“左侧”或“右侧”)容器的液面上升较高。

电阻液面高度差右侧课堂练习2.使用电暖炉取暖，是利用电流的

工作的。如图所示三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等质量的空气，要探究电热与电流的关系，应选用装置

组合，并将它们

联接入电路中进行实验。

热效应乙、丙串课堂练习3.某校师生自制了一台电烤箱。电烤箱的电阻丝通过5A的电流时，1min可产生6.6×104J的热量。求这台电烤箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。

课堂练习4.(2025·四平伊通县模拟)如图所示的电路，电源电压保持7.2V不变。只闭合开关S1，电流表的示数为0.2A。同时闭合开关S1、S2，电流表的示数为0.5A。求：(1)R2的阻值；课堂练习

课堂练习(2)同时闭合开关S1、S2通电100s，整个电路产生的热量。解：同时闭合开关S1、S2通电100s，整个电路产生的热量：Q＝I2Rt＝UIt＝7.2V×0.5A×100s＝360J。课堂练习5．小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知R1=5Ω，R3=10Ω，若通过R1的电流I1=3A，则此过程中（）

A．为保证实验进行，乙容器中R2的阻值应为10Ω

B．流过电阻R2的电流大小为1A

C．10s内电流通过电阻R2产生的热量为200J

D．电阻R2两端的电压为30VC课堂练习课