17.3 焦耳定律 课件-2025-2026学年物理沪科版(2024)九年级全一册

第三节　焦耳定律 知识点1 电流的热效应 1．电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的_____ ___． 2．电热器是利用_____________原理制成的加热设备，从能量 转化的角度看，电热器工作时是将___能转化为___能． 3．实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关． 热效 应 电流的热效应 电 内 【提出问题】电流通过电热器产生的热量可能与哪些因素有关． 【猜想与假设】电流通过电热器产生的热量可能与电流、电阻和通电时间有关． 【设计实验】 【分析和结论】电流通过电阻丝产的热量越大、通过导体的电 流越大、通电的时间越长，电流通过导体产生的热量越多，产 生的热量与导体本身的①_____、通过导体的②_____以及③___ ___有关． 【评估交流】 (1)研究方法是④_________法．可以控制其他变量不变，先研 究电热器产生热量与电阻R的关系，再研究它与电流I的关系， 最后研究与通电时间t的关系． 电阻 电流 时 间 控制变量 (2)怎样比较通电导体产生热量的多少？⑤_________________ ___． (3)要研究导体产生热量的多少与电阻的关系，应选两个⑥___ ___(选填“相同”或“不同”)阻值的电阻丝．实验时，控制通 过两电阻丝的电流大小⑦_____(选填“相等”或“不等”)，因 此两导体⑧___联，还应控制⑨_________相等． 观察煤油温度的变 化 不 同 相等 串 通电时间 (4)要研究导体产生热量的多少与电流的关系，应该使电阻丝 的电阻值_____(选填“改变”或“不变”)，而使通过电阻丝的 电流⑪_____(选填“改变”或“不变”)．实验时通过改变⑫___ _______________来改变电路中的电流大小． (5)探究电热器产生热量与通电时间t的关系．在电阻和电流的 大小不变时，通电时间越长，产生的热量就越多． 不变 改变 滑 动变阻器的阻值 知识点2 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，这一规律称为 _________，是___国物理学家_____于1841年发现．用Q表示 热量，用I表示电流，用R表示电阻，用t表示通电时间，焦耳 定律可用公式表示为_______． 2．单位：Q: __；I: __；R: ___；t: __. 3．由焦耳定律可知，对于各种用电器，因为有_____的存在， 在通电电路中或多或少的都要产生_____． 电流的二次方 电阻 通电时间 焦耳定律 英 焦耳 Q＝I2Rt J A Ω s 电阻 热量 考点1 电流的热效应 典例1 [2024·菏泽]下列家用电器，利用电流的热效应工作的是( ) A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 思路导析 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；生活中许多产业中都要用到电热．家里的电热水器、电饭煲、电熨斗，养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子． 变式 电风扇是我们生活中的常用电器，工作时它自身的温度会升高，下列有关它的说法正确的是( ) A．工作时，它将机械能转化为电能 B．工作时，它的机械能是由电能转化 C．工作时，它的线圈电阻不发热 D．工作时，它能降低温度 考点2 探究电流产生热量的多少与哪些因素有关 典例2 [2024·日照改编]为了探究电流通过导体产生的热量跟 哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画 出)．图甲是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究_____ _____对产生热量多少的影响；图乙是控制导体电阻和通电时间 相同，探究_____对产生热量多少的影响．这两套装置进行实验 的过程中都采用的研究方法 是___________． 电阻 大小 电流 控制变量法 思路导析 探究电流产生热量与电阻关系时，控制电流和通电时间不变；探究电流产生的热量与电流的关系，控制电阻和通电时间不变；根据控制变量法分析回答． 变式 [2024·新都区期末]为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置．两段阻值不同的电阻丝(R1＜R2)密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连．下列说法正确的是( ) A．该实验只用到“转换法” B．图中通过R1的电流大于通过R2的电流 C．相同时间内，B气球比A气球的膨胀程度大 D．该装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系 考点3 焦耳定律 典例3 [2022·达州]如图所示，电源电压恒为10 V，滑动变阻 器R的最大阻值为20 Ω，直流电动机 的额定电压为6 V，线 圈电阻为2 Ω.当闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好 正常工作，电动机主要将电能转化为_______，此时电路中的电 流为____A，整个电路通电100秒产生的内能为____J. 机械能 0.4 192 思路导析 (1)电动机主要是将电能转化为机械能；(2)根据滑动变阻器的接入电阻和滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律求滑动变阻器中的电流；(3)分别求出滑动变阻器和电动机线圈电阻100秒产生的热量，可得整个电路通电100秒产生的内能． 变式 [2025·西安模拟]玩具电动车工作时主要将电能转化为 _______；该玩具电动车工作时，电动机两端的电压为3 V，通 过线圈的电流为2 A，线圈的电阻为0.5 Ω，则通电100 s消耗 的电能为____J，线圈产生的热量是____J. 机械能 600 200 考点4 电热的利用与防止 典例4 [2024·惠城区期末]下列属于防止电流的热效应产生危害的是( ) A．电水壶烧水 B．电热毯取暖 C．显卡风扇给显卡降温 D．电熨斗熨衣服 思路导析 (1)电热的危害：有时候，电热是一种浪费，甚至会造成伤害．像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化为其他形式的能的过程，总有一部分电能转化为热，过多的电热如果不能及时散失，会产生许多安全隐患．(2)措施：有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等． 变式 [2024·沁县期末]随着科技的发展，生活水平的提高，冬天用于取暖的传统炭火已逐渐被电烤火器所取代．下列用电器与电烤火器工作原理不同的是( ) A．电水壶 B．电热毯 C．电风扇 D．电熨斗 1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是( ) A．电视机 B．电热毯 C．电风扇 D．电脑 2．[2024·菏泽模拟]标有“220 V　40 W”的字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种电器，都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是( ) A．电热毯 B．电风扇 C．电视机 D．日光灯 3．照明电路中的白炽灯的灯丝往往在下列哪种情况下最容易烧断( ) A．长时间通电 B．断电一瞬间 C．通电一瞬间 D．灯座发生短路时 4．下列事例中，目的为防止电热危害的是( ) A．收音机、电视机的机壳上开有许多网状小孔 B．高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置 C．烘干物品的电烘箱 D．大型爆破工程，用电热装置引爆炸药 指点迷津 电功和电热的关系 (1)在纯电阻电路中，电流通过电阻时，电流做的功全部转化为内能，公式Q＝W＝Pt＝UIt＝I2Rt＝eq \f(U2,R)t都能适用．如电炉、电热水器等． (2)在非纯电阻电路中，电能只有一部分用来产生热量．所以电功大于电热，即W>Q.例如，电流通过电动机．电能一部分转化为内能，还有部分转化为机械能，此时W>Q.在非纯电阻电路中，计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt. (3)焦耳定律公式Q＝I2Rt是由实验总结出来的，适用于任何电路．公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的，也是对应于同一状态的． 5．[2024·邢台期末]当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q；如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是( ) A．接原电路，将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的eq \f(1,2) B．接原电路，将电阻变为原来的eq \f(1,2)，通电时间变为原来的2倍 C．将电压变为原来的eq \f(1,2)，电阻变为原来的2倍 D．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的eq \f(1,2) $$