九年级物理全册第18章第4节焦耳定律(第1课时)课件(新版)新人教版

B．该装置不可以探究电流产生的热量与时间的关系
C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比
右侧的小
D．本实验中用到的实验方法有控制变量法
和转换法
2.如图电路中，U＝12V，R1＝6Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω．当S2断开，S1
闭合时，电阻R1消耗的电功率为
W；当S1、S2都闭合时，
6s内电流通过R2产生的热量是
J。
3.为方便学生家长饮水，学校在教学楼安装了一个额定电压为220V的电
热水器，其铭牌上显示额定加热功率为2200W、保温功率为200W。如
图是电热水器简化的工作原理图，R1、R2是定值电阻，则R2=________Ω。
一个标有“220V 5A”的电热水壶，正常工作 7min，电流产生的热量为
J．若
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 者好像有矛盾，这是怎么回事？
图1-空调加热
图2-电热毯的利用
注意:电热的散热效果，不能长时间开加热，防止引发火 灾。
1.小珠利用如图探究“电流通过导体时产生的热
量与什么因素有关”，则下列说法正确的是 （A．该装）置可以探究电流产生的热量与电阻的关系
公式：Q=I2Rt 单位：焦耳（J）
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？
解析 先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流。 I=U/R=36V/60Ω=0.6A
再用焦耳定律公式计算电流产生的热量。 Q=I2RT=6480J
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，
✓ 能通过生活实例，认识电流的热效应； ✓ 理解焦耳定律，并能利用焦耳定律进行简单的计算； ✓ 知道利用和防止电热的场合和方法

炉丝热的发红，而导线
却几乎不发热？
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：电流通过导体时产生热的多少
与
有关?有什么关系？
【设计实验】
讨论1：当大家猜想电热与多个因素有关，实验 研究时应用 什么方法去研究？ 控制变量法 讨论2：观察实验装置
（1）用什么方法去观察不可见的物理量（电热）？
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 = I2Rt 3．单位：焦耳（J）
焦耳（James Prescott Joule， 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。
这些用电 器工作时 的共同点 是什么?
电流通 过导体时 电能转化 成内能 （热能）
一、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。
（电流通过导体时，导体会发热） 电流还具有磁效应和化学效应
点亮的灯泡过一 会儿会烫手，说 明什么？
思考：电炉丝和导线串
电炉
联接入电路，为什么电
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

I = 2I1
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。
情境导入
新课探究
课堂小结
单击此处添加标题文本内
容
情境导入
新课探究
课堂小结
单击此处添加标题文本内
实验3：研容究电热与时间关系
由生活经验知道，同一个电热器（电阻一定），电流不变时， 通电时间越长，产生的热量越多。
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。
情境导入
新课探究
课堂小结
单击此处添加标题文本内
活动四容：自主阅读课本101页的电热的利用和防止，
思考下列问题：
新课探究
课堂小结
单击此处添加标题文本内
（3）电能容和电热
①当电流通过导体时，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 = W = UIt = Pt
如：电暖器、电饭锅、电炉子等。
②当电风扇（电动机）工作时，消耗的电能主要转化为电动 机的机械能，还有一部分转化为内能。
热量 电流 电阻 时间
焦/J 安/A 欧/Ω 秒/s
情境导入
新课探究
课堂小结
单击此处添加标题文本内
活动三：自容 主阅读课本100和101页的，思考下列问题：
（1）你能谈谈电热和电能之间的关系吗？
（2）你能解释一下：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?
试一试

图9-3-1
答案
典型例题解析
电热壶
热水器
通电后，这些 用电器会发热， 为什么？
电炉
ห้องสมุดไป่ตู้
电烤箱
电饭锅 电热器
焦耳定律
教学目标
• 知道电流的热效应 • 知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算 • 能用焦耳定律解释简单的现象
一、电流的热效应：
电流通过导体时，导体会发热，电能转化 为内能，这种现象叫做电流的热效应。
解： I＝ U ＝ 36V ＝0。 R 60Ω 6A
Q=I 2 Rt=(0。62) ×60×300J=6480J
典型例题解析
【例4】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置， 它是由三段阻 值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路 与方框外的电路相连接。当开关S掷到A点时 为高温，掷到 B点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产 生的热量是低 温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的 电路图。
量就使瓶中的空气温度升高、体积膨 胀，导管里面原来一样高的液柱就会 逐渐上升。电流产生的热量越多，液 面就会上升得越高。我们可以通过管 中液面上升的高度比较电流产生的热 量。
实验探究
现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高。
说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流 所产生的热量越多。
现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。
说明：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流 所产生的热量越多。
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。
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＝I2Rt

为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
达标练习
1.电流的热效应是电流通过导体时__电_ 能__转化成 _内__能 _的现象。电热器是利用电流的__热__效__应_制成 的加热设备。 2.在研究“电流产生的热量跟电流的关系”的实 验中，应保持_电__阻__、_时__间__一定，用__滑__动__变__阻__器_ 改变电阻丝的电流。
例题1：一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源
两端，在 5 min内共产生多少热量?
解: 根据欧姆定律可得
I=
U R
=
36 60
V Ω
=
0.6
A
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s= 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
电炉子
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
机的机械能： 电能
内能+机械能
W＞Q热
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
反思生活：

生答案了，直接展示就行
在实验评估时最好能问问学生还有没有其他发现，例如： 研究电流时和电阻时，变化不一样，电流变化大？简单 一说可以让学生对平方有个过度
焦耳 英国物理学家。用近
制 作 ： 湖 北 省 老 河 口 市 洪 山 嘴 中 学 詹 振 亚
洪山嘴中学詹振亚
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
热量与电流的平方、电阻和
通电时间成正比的关系。
洪山嘴中学詹振亚
（1）内容： 电流通过导体时产生的热量，与 电流的平方成正比，与导体的电阻成 正比，与通电时间成正比。 2 （2）公式：Q=I Rt 公式：Q = I ² R t
2.焦耳定律
热量 电流 电阻 时间 物理量： 单位：J
本课小结 通过本节课，你学到了什么？ 一、电流的热效应
本课小结
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。
二、影响电流热效应的因素
控制变量法、转换法
电流通过导体时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。
三、焦耳定律
Q = I2Rt四.电热的用和防止思考：Q = W = UIt = IR×It = I2Rt 。
从理论上论证实验定律焦耳定 律的正确性，不是焦耳定律的 理论推导
焦耳定律的 理论推导
2．当电扇工作时，消耗的电能主要 转化为电机的机械能：
电能
内能+机械能
W＞ Q 热
电风扇
辩论：电热对我们有利呢？还是有害？
电 熨 斗
电 饭 煲
电 取 暖 器
提出问题：
电流产生的热量跟哪些因素有关呢？

电炉丝和导线通过的电流相同。
为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W
又∵W = UIt
根据欧姆定律U = IR
∴Q = W = UIt = I2Rt
四、电热的利用和防止
1电热的利用：电热 水器、电饭锅、电 熨斗、电孵化器等 等
②再将开关S2拨到触点__1___(选填“1”或“2”)，保持滑片
的位置不动，读出电压表的示数U；
3.8 (U 3.8)
③灯泡额定功率的表达式为P额= 量和测量量表示)。
R0
(用已知
电能、电功
1．W＝W2－W1 （KW ▪h)
月末电能表示数减去月初电表示数
2、 W n N
(KW▪h)根据电能表转数计算消耗的电能多
电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机 外壳有许多散热片等。
6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而 连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是 为什么？
答：根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻 越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电 阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造 成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火 灾.
PUI U•UU2 RR
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 = I ² R t
3、电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为 内能，而没
有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等
于消耗的电能W。
即: Q = W =
解：电饭锅是纯电阻电路 所以，每分钟产生的热量： Q=W=Pt=450W×60s=27000J

量就使瓶中的空气温度升高、体积膨 胀，导管里面原来一样高的液柱就会 逐渐上升.电流产生的热量越多，液 面就会上升得越高.我们可以通过管 中液面上升的高度比较电流产生的热 量.
实验探究
现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高．
说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流 所产生的热量越多．
现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。
①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。
把ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能只转化为热能
②在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是 总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中 部分转发为热能的能量
即： W>Q
电热的应用
电热的防止
当堂检测
1.电流通过导体时产生的热量跟_电__流__的__平__方_成正比，跟导体 的_电__阻_成正比，跟_通__电__的__时__间_成正比，这个规律叫做焦耳 定律，数字 表达式是_Q_=__I2_R_t_.
R——欧，t——秒，Q——焦。
焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻 ，他的父亲是一个酿酒厂主.焦耳自幼
，没有受过正规的教 。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识
.道尔顿给予了焦耳 .焦耳向他虚心的学习了数学、 ，这些知识为焦耳后来的研究奠
.1840年，焦耳把环形线圈放 ，测量不同电流强度和电阻
时的水温.通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出 的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比.四年之 后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一 步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性.因此，该定 律称为焦耳—楞次定律.焦耳活到了七十一岁.1889年10月 11日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能的 单位定为焦耳.

第五页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
◆范例剖析 (pōuxī)
◆基础过关 ◆综合提升
第六页，共43页。
◆要点导航 (dǎoháng) ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四 ◆范例剖析 ◆基础过关 ◆综合提升
第七页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
第二十三页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
◆范例剖析 ◆基础过关 (guò〃guān) ◆综合提升 ◆能力拓展
第二十四页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
◆范例(fànlì) 剖析
◆基础过关 ◆综合提升 ◆能力拓展
第二十五页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
第十五页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
◆范例剖析 ◆基础过关 ◆综合提升 (tíshēng)
第十六页，共43页。
◆要点导航 (dǎoháng) ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四 ◆范例剖析 ◆基础过关 ◆综合提升 ◆能力拓展
第十七页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
◆范例剖析 (pōuxī)
◆基础过关 ◆综合提升
第十八页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四
◆范例(fànlì) 剖析
◆基础过关 ◆综合提升 ◆能力拓展
第十九页，共43页。
◆要点导航 ▲要点一 ▲要点二 ▲要点三 ▲要点四 ◆范例剖析 ◆基础过关 (guò〃guān) ◆综合提升
◆范例剖析 ◆基础过关

焦耳定律：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。
焦耳
(1818－1889)
焦耳定律
公式：Q = I ² R t 意义：热量 电流 电阻 时间
单位： J A Ω S
科学靠我们发现、探究、改进---科学永无止境
焦耳（James Prescott Joule，
电炉丝产生热量比与
其相连的导线产生的
热量多得多。
再见
3 实验原理： 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度 升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升. 电流产生的热量越多，液面就会上升得越高.我们可以通过管 中液面上升的高度比较电流产生的热量.
4、实验过程与实验现象：
（1）在电流和时间相同的情况下，研究热量和电阻的关系；
（2）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系；
一、电流的热效应
• 电流的热效应：电流通过导 体电时能 _____转热化为___的现象就 是电流的热效应。
电流通过导体时，还会产 生磁效应和化学效应。
点亮的灯泡过一 会儿会烫手，说 明什么？
导线和电熨斗串联，为 什么电熨斗很热而导线 并不很热？说明什么？
二、探究：电流产生的热量与哪些因素有关
1、实验装置： 2、实验方法：控制变量法和替代法
• 根据欧姆UR 2 t定律I：2RUt = 。
• 所以Q=电风扇 = 电动。机
• ?动脑想想：什么电器工作时电能没有全
部转化为热？
、
等。
三、电热的利用和防止：
请你来做
1、下列不属于利用电热来工BC作____。 A电饭锅 B电动机 C电冰箱 D电暖
2、风下列情况中属于防止电热危害__A_。