18.4 焦耳定律 课件（内嵌视频）2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第十八章电功率第四节焦耳定律问题~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?本节课用实验探究及生活体验来认识电热问题新课导入1.认识电流的热效应，知道电流通过导体时电能转化为内能。理解焦耳定律内涵，掌握公式（Q=I2Rt）及应用，并能利用该定律解释生活中电热的利用与防治现象。2.在探究电热与哪些因素有关时，能理解并运用控制变量的物理方法，在电流和通电时间相同的情况下探究电阻对电热的影响，在电阻和通电时间相同的情况下探究电流对电热的影响。3.辩证看待电热现象，培养将物理知识与生活实际相联系的意识和能力。学习目标（2）电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。1.电流的热效应（1）寻找以下用电器的共同特点电炉、电水壶、电饭煲、烤箱等。分析：用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在这个过程中，电能转化为内能。电流的热效应2.电流的其他效应电流的磁效应电动机电能转化为机械能电流的化学效应蓄电池（充电）电能转化为化学能【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?【猜想及其依据】（1）可能与通过导体的电流有关。因为导体在通入电流时才会发热，所以电流通过导体时产生热的多少跟电流有关；（2）可能与导体的电阻有关。导线和电熨斗串联接入电路，电流是相同的，电熨斗热的温度高，而导线几乎不热，电流产生的热可能与电阻有关。（3）可能与通电时间有关。由生活经验可知，通电时间越长，电流产生的热量也会越多。探究影响电流的热效应的因素（1）实验装置介绍（焦耳定律演示器）透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。【设计实验】（2）实验原理U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化（热胀冷缩）。同时使用两个密闭容器时，比较U型管中液柱出现的高度差，哪一侧高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。①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。（3）研究方法②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。加热前液面相平Δh右Δh左加热时液面有高度差为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。（4）实验电路图、器材如下所示：实验次数电流关系电阻小/Ω通电时间关系U形管液面高度差⊿h左右左右左右左右1相等510相等2大小相等相等（5）实验记录表1."电流通过导体产生的热量跟电阻的关系"2."电流通过导体产生的热量跟电流的关系"演示实验并入外电阻的作用：并联分流，使通过R2与R1的电流不同。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。

Δh3."电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系"实验次数电流关系电阻大小/Ω通电时间关系U形管液面高度差⊿h左右左右左右左右1（上图）相等510相等小大2（下图）大小相等相等大小

【收集及分析数据】1.在电流和通电时间相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。2.在电阻和通电时间相等的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。【归纳实验结论】3.在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。1.焦耳定律英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。（1）内容：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。（2）公式：（3）单位：詹姆斯·普雷斯科特·焦耳1J=(1A)2×1Ω×1sQ=I2Rt热量Q/焦耳（J），电流I/安培（A），电阻R/欧姆（Ω），时间t/秒（s）焦耳定律较暗2.推导焦耳定律若电流做的功全部用来产生热量，即Q=W因为电功W=UIt根据欧姆定律U=IR所以Q=W=UIt=I2Rt可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。Q=I2Rt回答课前问题：电炉丝通电时，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？因为电炉丝与导线串联，电流与通电时间相等，但是电炉丝的电阻远大于电线的电阻，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。区别联系电功电热3.电功与电热指电流做功时，有多少电能转化为其他形式的能。指电流做功时，电能转化为内能的那一部分。①非纯电阻电路,电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能,所以Q＜W。例如：当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。②纯电阻电路,当电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即Q=W。如：电炉、电热器、电熨斗等。两者表示的意义不同，是两个不同的概念。基本公式推导公式电功电功率焦耳定律使用条件普遍适用纯电阻电路Q=W4.电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围W=UItP=UIQ=I2Rt第一种说法，在通电时间和电压相同的情况下，根据Q=U2t/R可知，电阻越小，产生的热量越多；第二种说法，在通电时间和电流相同的情况下，根据Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多。两种说法在各自前提下都是正确的，所以二者不矛盾。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?想想议议

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。电热器的优点:清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方