18.4焦耳定律 讲义-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

本初中物理讲义围绕焦耳定律展开，以电流的热效应为切入点，通过探究电热与电阻、电流关系的实验，系统梳理定律内容、公式推导及纯电阻与非纯电阻电路的应用，结合实际案例构建完整知识链。 资料凸显科学探究与科学思维融合，实验设计运用控制变量法与转换法，补充设问深化实验分析；通过公式适用条件辨析培养科学推理，结合电热利用与防止案例渗透能量观念。课中助力教师引导探究，课后便于学生巩固规律与应用，提升核心素养。

第4节 焦耳定律 1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象。 2.探究电热与电阻的关系实验： ①实验中需控制_______和_______相同，改变 。 ②如右图所示，在两个透明容器中密封着____________的空气，实验中通过观察_____________反映电阻丝产生热量的多少。 ③研究方法： 、 。 ④实验中两容器中的电阻丝______接到电源两端，目的：_______________。 ⑤闭合开关后，_____U形管中液面变化大，实验表明： 和________一定时，______越大，产生的热量越多。 3.探究电热与电流的关系实验： ①实验中需控制_____和________相同，改变_____。 ②实验中两容器中的电阻一样大，在其中的一个容器的外部 ，将一个电阻和这个容器中的电阻_____，这样做的目的______________________。 ③闭合开关后，_____U形管中液面变化大，实验表明：在_____和________一定时，______越大，产生的热量越多。 4.补充设问： ①能否利用以上两个实验装置来探究电热与通电时间的关系？ ②U形管是不是连通器？ ③通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，原因可能是 。 ④被加热的材料选用空气，这是利用了空气的 特点 。 5.焦耳定律及其应用 电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。 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。（英国物理学家焦耳） 定义式：Q= ； 推导式：Q= ；Q= ；Q= ； 注意：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立 Q=UIt Q=U2/Rt Q=Pt； 对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 6.利用电热的例子： 热水器、电饭锅、电熨斗、电蚊香、电热孵化器、电烙铁、电热驱潮等。 优点：环保、热效率高、方便控制和调节温度。 电热的危害： 电热会使导体的温度升高，损坏用电器；造成设备绝缘材料老化，甚至引起火灾。 防止电热的例子： 铝导线换成铜导线、电视机外壳的散热窗、计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片、大功率用电器的电源线粗而短等。 7.电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 答：电炉丝的电阻比导线的电阻 ，电炉丝与导线______，通过它们的 和 相等，由 可知，电炉丝比导线产生的热量 ，所以电炉丝热得发红而导线几乎不发热。 8.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? 答：前者是电压相同时，由Q＝W＝U2/Rt可知，电阻越小，单位时间内产生的热量越多；而后者是电流相同时，由Q＝I２Rt可知，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，两者并不矛盾。 9.图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后,“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则( ) A.指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B.电动机的发热功率为1.6W C.电动机的额定功率为0.08W D.电路的总功率为1.8W 第 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$