18.4焦耳定律 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第十八章 第四节 焦耳定律 第一课时 学习目标 1、通过生活实例，认识电流的热效应。 2、能够设计实验电路图，在实验的基础上引出焦耳定律。 3、会用焦耳定律进行计算。 电流的热效应 电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 问题：电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关? 猜想：与电阻、电流、通电时间有关 探究通电导体产热与电阻的关系时，需要控制什么量相同？ 实验方法：控制变量法 探究通电导体产热与电流的关系时，需要控制什么量相同？ I、t相同 R、t相同 1、探究通电导体产热与电阻关系 怎样保证电路中通过不同电阻的电流、通电时间相同？ 增大体积（△V） 液面高度差（△h） 转换法 受热膨胀 可以通过U型管两侧液面高度差（△h）表示电流通过导体产生的热量（Q）。 △h1 电流产生热量 （Q放） 热传递 盒内空气 吸收热量（Q吸） △h2 进行实验 实验1：探究通电导体产热与电阻关系 R/Ω 5 10 △h 实验结论：通过导体的电流、通电时间相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 较小 较大 2、探究通电导体产热与电流关系 思考：书本P100页图18.4-3实验装置怎样做到通过相同的电阻的电流不同？ 进行实验 实验2：探究通电导体产热与电流关系 电阻R相同 电阻 R3 R1 电流 较大 较小 △h 实验结论：电阻、通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 较大 较小 焦耳定律 　　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。 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、表 达 式 ：Q=I2Rt 3、单位：焦耳（J) 安培(A) 欧姆(Ω) 秒(s) 分析与论证 电炉丝和导线通电一段时间后，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。 某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？ 解： 电流产生的热量： Q＝I2Rt＝（2A）2×2Ω×60S＝480J 自主学习书本P101页例题，完成下面练习 如图所示的实验装置探究“电流通过导体产热与电阻的关系 1、实验通过观察 来比较电流产热的多少。 2、为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生的热量，甲、乙两瓶中要装 的同种液体。 3、为了达到实验目的，选用的电阻丝 的阻值不能 。 4、实验结论是： 。 5、该实验装置还可以探究通电时间一 定时导体产热与 的关系。 总结 1、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。 2、表达式： Q=I2Rt 3、探究电热实验方法： _________法 控制变量 转换法 液体吸热，观察升高的_____ 气体（或液体）受热_____ 电流的二次方 导体的电阻 通电时间 温度 膨胀 Lavf57.83.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 $$