焦耳定律(讲义)

浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。

焦耳定律是一个实验定律。

它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。

(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即： P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。

（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。

（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。

3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。

热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。

4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作【例题分析】【例1】（2021·甘肃期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2B．甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时，实际功率之比为1∶3C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】（2021·山东期末）如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（）A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】（2022·河北期末）如图所示，灯L标有“6V，3.6W”字样，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表示数为0.1A，灯实际功率为0.9W（灯丝电阻不随温度变化），下列分析不正确的是（）A．灯L的额定电流为0.6A B．电源电压为3VC．定值电阻R0的阻值为30Ω D．整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】（2022·贵州六盘水中考）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。

学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容焦耳定律教学目标1、理解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能，会计算电流所做的功与电功率．2、知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热．3、知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际问题区分电功和电热教学重、难点1、探究焦耳定律实验的细节关注2、相同电压下不同阻值产生的电热分析3、各类生活电器产生热量的简易计算和处理知识点一：公式和变形同一公式中的物理量必须对应同一导体或同一段电路。

知识点二：焦耳定律例1：小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。

两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。

两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。

(1)通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿来判断电流产生的热量的多少。

(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与＿＿＿＿＿＿＿＿的关系。

(3)根据法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的、保持相同。

(4)小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是。

A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容(5)实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。

这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越，产生的热量越多。

变式训练1：.小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。

装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。

（1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的________及通电时间相等。

实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越______。

（2）小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。

若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的_________。

知识点一：电流的热效应1.定义：电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。

利用电流的热效应工作的电器叫作电热器实验探究：影响电热大小的因素设计并进行实验：采用控制变量法，分别探究各因素的影响。

（1）探究电流产生的热量与电阻的关系如图所示，在两个透明容器中封闭着等量的空气，容器分别连着U型管的一端；没有加热时，U型管中液面是相平的。

两密闭容器中各有一段电阻丝，且右边容器中的电阻比较大。

当通电时，电阻丝发热，加热容器中的空气，空气受热膨胀，U型管中液面高度会发生变化，U型管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。

将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相等。

通电一定时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，发现于右边容器想通的U型管中液面高度的变化更大些。

结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

（2）探究电流产生的热量与电流的关系如图，两个密闭容器中的电阻丝阻值均是5Ω，在右侧的容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个容器中的电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流。

在通电时间相同的情况下，观察两个U型管中液面高度的变化，发现左侧U型管中液面高度的变化更大一些。

结论：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。

（3）探究电流产生的热量与通电时间的关系将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察左侧U型管中液面高度的变化，发现随着通电时间的增加，U型管中液面高度的变化逐渐变大。

注意：第一次实验中，5Ω和10Ω的电阻串联，目的是控制电流和通电时间相同。

第二次实验中控制电阻和通电时间相同，两次实验均用到控制变量法。

本实验中将电阻丝产生的热量通过U型管中液面高度的变化显示出来，运用了转换法。

实验中应使两容器密闭，不能漏气。

练习：1.在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是()2.【中考·扬州】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是( )A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝热皮隔热C．导线散热比电阻丝快 D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻3.【中考·河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是( )A．甲导体的温度升高得多 B．乙导体的温度升高得多C．甲、乙两导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断4.【中考·金华】夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根据________________原理制成的。

励志教育辅导讲义第一课时测量小灯泡的电功率知识点1：测量小灯泡的电功率实验目的：①学会用电压表、电流表测定小灯泡的功率；②会测量小灯泡额定功率和实际功率。

实验原理：P=UI 测出小灯泡的电压U和电流I，利用公式P=UI计算求得电功率。

实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。

实验电路图及表格：次数电压U/V 电流I/A 功率P/W 发光情况123实验步骤：1．实验前准备：检查仪器是否齐全，规格是否合乎要求，查看小灯泡的额定电压；2．按电路图连电路，查无误，闭合开关，进行实验；3．调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为，记录电流表示数；4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于1.2，记下电压表、电流表的示数，并观察小灯泡发光情况；5．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压小于，记下电压表，电流表的示数，并观察小灯泡发光情况；6．断开开关，计算电功率值填入表格。

数据分析，总结结论：(1)分析数据知，实际功率随实际电压改变而改变；(2)灯泡的亮度了取决于灯泡的实际功率，实际功率越大灯泡越亮。

注意事项1．仪器选择：①电源：电源电压应高于小灯泡的额定电压。

例如：，至少要选择2节干电池串联作电源，学生电源选择3V的电源。

②电压表的量程应大于，电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流；在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下，应尽可能选用小量程；例如的小灯泡电压表量程选0—3V，电流表选0—0.6A的量程。

③滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多，以便调节效果明显。

2．连电路时注意事项：同伏安法测电阻。

知识点2：利用电能表和钟表测量家用电器的功率1．原理：2．仪器：电能表、钟表、家用电器。

3．测量的物理量：电能表表盘的转数，时间。

4．实验步骤：要测某家用电器的功率，可只让其工作，其他用电器关闭，观察记录电能表表盘转数，同时记下钟表的时间值，再计算出功率。

焦耳定律（讲义）一、知识点睛1.电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为的现象。

2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成正比，跟成正比。

这个规律叫做焦耳定律。

公式表示：Q=I2Rt3.纯电阻电路：电流通过导体时，如果电能全部转化为能。

则电流产生的热量Q 就等于消耗的电能，即Q=W=UIt；根据欧姆定律U= 、I= ，可得Q= 。

二、精讲精练1.电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为（）A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电烙铁快C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻2.两个电阻阻值分别为R1=10Ω，R2=20Ω，把他们串联起来接入电路中，在相同时间内，R1 和R2 的产生的热量之比为（）A．1:2 B．2:1 C．1:4 D．4:13.如图所示的四个电路中，电源两端的电压相同且保持不变，已知电阻R1 和R2 的阻值大小关系为R1＜R2，相同时间内产生热量最多的是（）A．B．C．D．4.某导体的电阻是10Ω，通过4A 的电流时，1h 产生多少焦耳的热量？5.一根60Ω的电阻丝接在36V 的电源两端，在5 分钟内产生所少热量？6.一只额定功率是800W 的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？7.一个电炉的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下工作半小时产生的热量？8. 小红家新买了一台电饼铛，电饼铛的电阻通过5A 的电流时，每分钟可产生6.6×104J 的热量。

求这个电饼铛的电功率和电阻丝工作时的电阻。

9. 一台电动机正常工作时的电压为380V，电流为10A，电动机线圈电阻为2Ω，正常工作1min 电流做的功为多少？产生多少热量？）10.下列用来防止电热危害的是（A．供取暖用的电热器B．电热取暖器的散热片C．电熨斗金属外壳D．电视机上的散热孔三、回顾与思考2 U【参考答案】一、知识点睛1. 内能2. 电流的二次方导体的电阻 通电时间 3. 内能 IR I = U 2 W = I Rt = t7. 40 7.2×1048. 1100 449. 2.28×105 1.2×10410. D二、精讲精练R R 1. D 2. A 3. D 4. 5.76×1055. 64806. 4.8×104。

焦耳定律（基础）责编：小志【学习目标】1、知道电流的热效应；2、理解焦耳定律，知道电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关；3、知道电热的利用和防止。

【要点梳理】要点一、电流的热效应1．定义：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。

2．影响电流的热效应大小的因素：导体通电时，产生热的多少与电流的大小、导体电阻的大小和通电时间有关。

通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多。

要点诠释：电流通过导体时，电流的热效应总是存在的。

这是因为导体都有电阻。

导体通电时，由于要克服导体对电流的阻碍作用，所以要消耗电能，这时电能转化成内能。

如果导体的电阻为零，电流通过导体时，不需要把电能转化成内能，这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。

3. 探究影响电流通过导体产生的热量的因素（1）电流产生的热量与电阻的关系如图18.4-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。

两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。

通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。

你看到的现象说明了什么?实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

（2）电流产生的热量与电流大小的关系如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。

在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。

你看到的现象说明了什么?实验表明：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。

要点二、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，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。

这个规律叫焦耳定律。

2．公式：Q=I2Rt要点诠释：焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。