18.4 焦耳定律 学案 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

18.4　焦耳定律 素养目标 1.通过生活实例认识电流的热效应。 2.能设计实验探究并引出焦耳定律,会用焦耳定律进行计算。 3.通过学习电热的利用和防止,培养辩证看问题的思维方式。 ◎重点:研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系,焦耳定律的理解及应用。 评价任务 通过任务驱动一、二完成目标2和重点的学习。 【预习导学】 生活中的物理 电炉通电后,电炉丝热得发红,用手触摸下导线,却是凉的。 问题:电流通过导线流入电阻丝,通过导线的电流和电阻丝的电流是一样的,为什么电阻丝热得发红,而导线却不热呢? 重点梳理 知识点一 电流的热效应   1.电流的热效应:电流通过导体时,电能转化为 的现象。  2.导体产生热量多少的影响因素 电流通过导体时,导体产生热量的多少与通过导体的电流、导体的电阻、通电时间有关。 (1)在 相同、 相同的情况下,电阻越大,这个导体产生的热量越 。  (2)在 相同、 相同的情况下,通过导体的电流越大,这个导体产生的热量越 。  (3)在电流相同、导体电阻相同的情况下, 越长,这个导体产生的热量越 。  ·学习小助手· 比较导体产生热量多少的方法:(1)在导体电阻、通电时间相同时,比较流过导体的电流,通过电流大的导体产生的热量多;(2)在通过导体电流、通电时间相同时,比较导体的电阻,电阻大的导体产生的热量多;(3)在通过导体电流、导体电阻相同时,比较通电时间,通电时间长的导体产生的热量多。 【答案】1.内能 2.(1)电流　通电时间　多 (2)电阻　通电时间　多 (3)通电时间　多 对点自测 1.小明同学为了探究电流产生的热量与什么因素有关,设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中封闭着等量的空气,U形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化情况。两个密闭容器中都有一段用于加热的电阻丝,将两电阻丝串联起来接到电源两端,利用这套装置可探究相同时间内,电流产生热量与 的关系。通电相同的时间后,容器 中电阻丝放热较多。  【答案】1.电阻　乙 知识点二 焦耳定律   1.内容:电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟导体的 成正比,跟 成正比。  2.定义式及单位: ①公式: 。  ②单位:I-A;R-Ω;t-s;Q-J。 3.适用范围:公式适用任何电路、任何导体放出的热量。 ·学习小助手· 导体产生热量多少的公式选择: (1)纯电阻电路: ①Q=I2Rt;②Q=W=Pt;③Q=UIt;④Q=t; (2)非纯电阻电路:Q=I2Rt 【答案】1.电流的二次方　电阻　通电时间 2.①Q=I2Rt 对点自测 2.最先精确地确定了电流通过导体产生的热量(电热)与电流、电阻和通电时间关系的物理学家是 ;将10 Ω的电阻丝接在3 V的电源上,5 min内产生的热量为 J。  【答案】2.焦耳　270 知识点三 电热的利用和防止   1.电流的热效应有时对我们有利,我们需要 (选填“利用”或“防止”)它。  2.电流的热效应有时对我们有害,我们需要 (选填“利用”或“防止”)它。  【答案】1.利用 2.防止 对点自测 3.下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是 ( ) A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水壶烧水 C.小明妈妈用电熨斗熨衣服 D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温 【答案】3.D 【合作探究】 任务驱动一 探究影响导体产生热量多少的因素 【猜想】导体产生热量的多少与 、 、 有关。  【设计实验】 (1)用转换法判断导体放出热量的多少 实验中,导体放出的热量使密闭容器中气体温度升高、气体体积膨胀,从而推动U形管内液面上升,所以可以通过 的变化来反映导体放出热量的多少。  (2)用控制变量法设计实验 ①如图甲,探究导体放出热量的多少与电阻的关系时,必须控制 、 相同。  ②如图乙,探究导体放出热量多少与电流的关系时,必须控制 、 相同。  【进行