18.4 焦耳定律 课件-2025-2026学年人教版（2024）九年级物理全一册

第4节　焦耳定律 第十八章　电功率 知识点1 电流的热效应 能量之间是可以相互转化，能量会从一种形式转化为另一种形式 动能转化为内能 电热扇 电热扇在通电后，释放热气，房间开始暖和。 电流通过导体将电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。 电流通过导体产热多少跟什么因素有关呢？ 实验探究 实验目的：研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 实验原理：电流通过电阻丝后，电流产生的热量使得瓶内的空气温度升高，体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。热量越多，液面上升越高。 实验现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高 结论：电流相同，通电时间相同，电阻越大，电流所产生的热量越多。 再组装如图所示的电路，电流通过后，观察液柱高度的变化。 电流跟电阻与热量之间的比例关系是多少呢？ 实验现象：电流较大的这边的空气柱上升较高 结论：电阻相同，通电时间相同，电流越大，电流所产生的热量越多。 知识点2 焦耳定律 焦耳，英国物理学家，他的主要贡献是他研究了热和机械功之间的当量关系。焦耳最初的研究方向是电磁机，他想将父亲的酿酒厂中应用的蒸汽机替换成电磁机以提高工作效率。在1841年他发现了，电流通过导体所产生的热量与电流、电阻之间的比例关系。 焦耳通过大量实验证明：电流通过的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。这个规律叫作焦耳定律。 公式 单位：J（焦） 如果电能全部转化为内能，即 根据欧姆定律 焦耳定律的灵活运用 串联电路由于电流处处相等，所以经常用，且 拓展延伸 并联电路由于电压处处相等，所以经常用，且 非纯电阻电路中用计算出总消耗的电能，无论是否串联或并联用计算一段时间内产生的总热量 分析电熨斗、电炉等电热器问题时，用 知识点3 电热的利用和防止 电能转化成热能可以运用在很多方面： 电热毯 孵蛋器 电熨斗 电脑散热垫 但是用电器温度如果过高会存在许多安全隐患，所以也要学会防止电热的危害。 电热失火 归纳总结 焦耳定律公式 普遍适用于各种电路电热计算，注意灵活变形，注意单位的统一原则，电流单位A，电阻单位Ω，时间单位s，热量单位J。 结合欧姆定律推导出：只适用于纯电阻电路电热的计算 课堂小结 焦耳定律 电流的热效应：用电器通过电流后，导体的电能转换成热能。（电流通过的导体的电阻越大，导体产生的热量越多） 基本公式 没有转化为其他形式的能量，产生的热量Q就等于消耗的电能W。即 1. 跨学科实践·社会发展 石墨烯硬度高,几乎是透明的,且有着出色的导电性、导热性。若石墨烯常温超导研发成功,则下列物体中不适合使用石墨烯制作的是(　) A. 防弹衣 B. 电池 C. 输电线 D. 电热器的发热体 2. 电阻R1、R2(R1>R2)以不同的连接方式接到同一电源两极上,在相同时间内电路中产生热量最多的一种连接方式为(　C　) A. 只接R1 B. 只接R2 C. R1和R2并联 D. R1和R2串联 D C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3. 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,那么下列办法中可行的是(　A　) A. 电压变为原来的2倍,通电时间变为原来的 B. 电阻变为原来的2倍,通电时间变为原来的 C. 电阻变为原来的,通电时间变为原来的2倍 D. 电压变为原来的,电阻变为原来的2倍 4. (湘西模拟)下列实例中,为了防止电热危害的是(　D　) A. 用电饭锅煮饭 B. 电热孵卵器孵小鸡 C. 电熨斗熨衣服 D. 电视机加散热窗 A D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5. ★如图所示,当开关闭合时,电压表V1、V2的示数分别为10V和4V,已知电动机M的线圈电阻为1Ω,R是阻值为4Ω的定值电阻,下列结论正确的是(　C　) A. R两端的电压为6V B. 通过电动机的电流为6A C. 1s内电动机产生的机械能为5J D. 电动机消耗的电功率为1W 第5题 6. ★★某电热水壶有两根电热丝,若把一根电热丝接入电路,烧开一壶水要30min;若把另一根电热丝接入原电路,烧开一壶水要15min,若把这两根电热丝并联起来接入原电路,烧开这壶水需要的时间是(不考虑热损失)(　B　) A. 45min B. 10min C. 15min D. 30min C B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 二、 填空题(每空3分,共36分) 7. (遂宁中考)在图甲所示的电路中,闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表A1的示数变大,此时两电流表指针都指在刻度盘的中央,均如图乙所示,则通过R1的电流为 　1.2　A,R1∶R2= 　1∶4　,在相同时间内两电阻产生的热量之比Q1∶Q2= 　4∶1　。  1.2　 1∶4　 4∶1　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8. (无锡中考)如图所示为超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,3s内产生的热量为 　75　J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 　增大　(填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。  75　 增大　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9. 小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6V,电阻丝R1=5Ω,R2=15Ω,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关S1接触点 　a　时,“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3min产生的热量是 　432　J。  a　 432　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10. (凉山中考)如图所示,电源电压不变,灯泡标有“6V　3W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.6A,电阻R的电功率为 　0.6　W,通电10min后R产生的热量为 　360　J。  0.6　 360　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11如图所示,电源电压恒为10V,小电动机内部线圈的电阻为2Ω,闭合开关S,当滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω时,电压表的示数为8V,此时电动机正常工作,则电路中的电流为 　0.4　A,通电10min,电流通过电动机内部线圈产生的热量是 　192　J,电流通过电动机做功 　1920　J。  0.4　 192　 1920　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12.某品牌电热水壶的额定功率为800W。该电热水壶正常工作500s,将质量为1.5kg的水从20℃加热到80℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。在此过程中,求: (1) 水吸收的热量。(2) 电热水壶消耗的电能。(3) 电热水壶加热水的效率。 解:(1) 水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(80℃-20℃)=3.78×105J (2) 电热水壶正常工作时,P=P额=800W,电热水壶消耗的电能W=Pt'=800W×500s= 4×105J (3) 该电热水壶加热水的效率η=×100%=94.5% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 $$