【课件】焦耳定律 2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

第三节

焦耳定律第十七章电流做功与电功率0102知道电流的热效应的危险性，具有安全用电的自觉行为。能通过实验，认识电流的热效应；了解焦耳定律，能用焦耳定律分析并解决与此相关的问题。学习目标新课导入擦燃火柴，大家都司空见惯。今天让你见识不一样的烟火。观看一段视频:电阻丝点燃火柴，是因为通电后电阻丝会发热，有电流通过电阻丝。可见，电流通过导体时会产生一些效应？现在我们就来学习电流的热效应。【提出问题】电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关？【进行猜想】1.电热器只有通电才会发热，它们产生的热量是否与电流有关？2.电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？它们产生的热量是否与电阻有关？3.给水加热时，通电时间越长，水的温度越高，电流通过电热器产生的热量是否与时间有关？一、实验：电流产生的热量与哪些因素有关合作探究【设计实验】如图所示，将一段电阻丝密封在装有一定质量的空气中，通电时电阻丝产生的热量使容器内空气温度升高。因此，我们可以通过观察________

比较电流产生热量的多少。温度计示数的变化【实验方法】转化法，控制变量法。【进行实验】1.探究电流产生的热量与通电时间是否有关？控制电阻与电流相同，通电时间不同。将电源、滑动变阻器、开关和密封有空气和电阻丝并插有温度计的容器等实验器材连接起来。闭合开关，若仅改变给电阻丝加热的时间，观察温度计示数的变化。按下计时器，每间隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。时间t/min温度t/℃(a)实验电路图(b)实物图2.探究电流产生的热量与电流大小是否有关？控制电阻与通电时间相同，电流不同。用与上次实验相同的实验器材和实验电路。闭合开关，仅调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，通电时间与上次相同，记录玻璃瓶内温度计的示数。(a)实验电路图(b)实物图时间t/min温度t/℃时间t/min温度tR1/℃温度tR2/℃3.探究电流产生的热量与电阻大小是否有关？控制电流与通电时间相同，电阻不同。将2段不同阻值的电阻丝分别密封在装有等质量空气的2个容器中，两支相同的温度计分别穿过瓶口插入容器中。请依据电路图(c)，参考实物图(b)的连接方式，将两个容器与其他器材串联起来。闭合开关，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内空气的温度。(c)实验电路图【思考讨论】1.探究电热和电阻的关系时，两根电热丝是如何连接的？为什么要这样连接？答案两个电热丝应该串联；这样可以控制通过两电热丝的电流相同，通电时间相同。2.探究电热和电流的关系时，如何控制电阻相同？怎样改变电流的大小？答案用同一个电热丝；通过改变串联在电路中的滑动变阻器的电阻来改变电流大小。【实验结论】当电流和电阻一定时，通电时间越长，

。当电阻和通电时间一定时，电流越大，

。当电流和通电时间一定时，电阻越大，

。产生的热量越多产生的热量越多产生的热量越多《探究影响导体产生热量的因素》二、焦耳定律1.1841年精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系的物理学家是_____。2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量与____________成正比，与____________成正比，与_________成正比。公式：Q=_____，公式中，电流I的单位是安培(A)，电阻R的单位是欧姆(Ω)，时间t的单位是秒(s)，这样，热量Q的单位是焦耳(J)。焦耳电流的二次方导体的电阻通电时间I2Rt3.物理学家——焦耳詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(1818-1889)，是英国物理学家，以研究能量转化和守恒定律闻名‌。他通过精确实验测定热功当量，证明机械能、电能与热能可相互转化，为能量守恒定律奠定实验基础‌。在电磁学领域，焦耳一生完成400多次实验，最终测得热功当量接近现代值(4.184焦耳/卡)，其工作推动了热力学发展，并使其名字成为能量单位。答案常见的电水壶、电饭锅、电熨斗、电热水器等家用电器都是利用电流的热效应来加热的；计算机、电视机工作时电流的热效应若导致温度过高，则会影响其正常工作和使用寿命，大功率用电器的电流较大，会产生较多的电热，过多的电热会使导线的绝缘层损坏，引起线路故障，甚至引发火灾。4.你能分别列举生活中应用电流的热效应和电流的热效应产生危害的例子吗？项目求电功对象列举求导体放热对象列举普遍适用W=UIt任何元件消耗的电能或电流所做的功，如电热器、灯泡、电热水壶、电动机、电风扇等Q=I2Rt任何元件通电放出的热量，如电热器、灯泡、电热水壶、电动机、电风扇等W=Pt纯电阻电路W=I2Rt纯电阻电路中用电器消耗的电能或电流通过用电器所做的功，如电热器、电热水壶等Q=W=UIt纯电阻导体放出的热量，如电热器、电热水壶等Q=W=PtW=tQ=t总结提升小结焦耳定律电流的热效应电流产生热量的影响因素电流大小电阻大小通电时间焦耳定律：Q=I2Rt1．如图所示四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是()B课堂练习A.排风扇B.电热水壶C.平板电脑D.电动玩具车2．为更好地服务“十五运会”，广东奥体中心进行了输电线路优化，如图所示，将原来的铝芯电缆换成更粗的缆线，下列说法正确的是()BA.相同条件情况下，更粗的铝芯电缆电阻更大B.相同条件情况下，更细的铝芯电缆电阻更大C.相同条件情况下，更粗的铝芯电缆发热量更多D.相同条件情况下，更细的铝芯电缆发热量更少3．物理学家________________通过大量的实验，最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其表达式为_______________