第十八章　第4节　焦耳定律 -2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

第4节　焦耳定律 课前　教材认知 课堂　重难突破 课前　教材认知 任务一　了解电流的热效应 1.电流的热效应:电流通过导体时__________转化为__________的现象。  2.实验:探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。 【实验方法】 (1)控制变量法; (2)通过U形管液面高度的变化反映电阻产生热量的多少,这种方法是 __________法。  　电能　 　内能　 　转换　 【进行实验】 (1)探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 实验 装置 把5 Ω和10 Ω的两个电阻分别放入密封着等量空气的透 明容器中;再串联起来接在电源两端;此时通过两个电阻 的电流__________ 实验 现象 通电一段时间,________侧U形管中液面高度差较大  实验 结论 在__________和通电时间相同的情况下,电阻__________,这个电阻产生的 热量越多  　相同　  　右　 　电流　 　越大　 (2)探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 实验 装置 先把两个密封在透明容器中的5 Ω的电阻串联;再 在右边容器的外部,将另一个5 Ω的电阻与其并联; 此时通过两容器中两个5 Ω 电阻的电流__________  实验 现象 通电一段时间后,________侧U形管中液面高度差较大  实验 结论 在__________和通电时间相同的情况下,电流__________,这个电阻产生 的热量越多。  　不同　 　左　 　电阻　 　越大　 【交流与评估】 实验时,加热空气与加热液体相比,有哪些优点?(写出三条) 提示:(1)__________________;  (2)______________________;  (3)____________________________________。  　比热容小,省电　 　安全,液体容易漏电　 　空气膨胀体积变化大,实验效果更好　 【温馨提示】操作注意事项 1.实验开始前,要检查实验装置的气密性,并使两U形管中的液面相平。 2.第一个实验结束,要使容器温度降至室温后再做第二个实验。 3.在探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验中,与右边透明容器中电阻丝并联的电阻,不能放入透明容器中,且阻值可以不等于5 Ω。 任务二　了解焦耳定律 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.公式:___________。  3.电功与电热:在消耗的电能W全部转化为内能Q的情况下,有Q=_______= ________。  　电流的二次方　 　电阻　 　通电时间　 　Q=I2Rt　 　W　 　UIt　 任务三　了解电热的利用和防止 1.利用: (1)原理:电流的________效应。  (2)举例:______________、____________、____________、养鸡场的鸡苗孵化器。  2.防止:散热扇、散热片、热管等方法加快散热。 　热　 　电热水器　 　电饭锅　 　电熨斗　 课堂　重难突破 考点一　探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关 【一题式探究】如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,密闭容器内封闭等量的空气,实验前U形管中液面相平。 【实验装置】 (1)由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察_______________ ____________来反映电阻产生热量的多少。  (2)乙装置中的电阻丝R3的作用主要是使电阻丝R1和R2中的电流____________(选 填“相等”或“不相等”)。为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成更________ (选填“大”或“小”)的。  　U形管中液面 高度变化　 　不相等　 　小　 【实验过程】 (3)将甲装置接入到电路中,左、右两容器内电阻丝的连接方式是为了控制通电 时间相同和__________相同。可以探究电流通过导体产生的热量与__________的 关系。  (4)将乙装置接入到电路中,若接通电路一段时间后,右侧U形管的液面高度差逐 渐变大,但左侧U形管的液面高度不变,经检查电路也没有出现故障,则可能的原 因是__________________。  (5)将乙装置接入到电路中,R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比 为Q1∶Q2=__________。根据比值和实验现象可得出结论:____________________ _______________________________________________。  　电流　 　电阻　 　左侧容器漏气　 　4∶1　 　在电阻和通电时间 相同时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多　 【实验延伸】 (6)让乙装置冷却到初始状态,把右侧容器并联的电阻丝也放入右侧容器内,再接 通电源,工作一段时间后,________(选填“左”或“右”)侧容器内电阻丝产生的热量 多。  (7)(实践应用)小芳发现电热水壶在工作时,其内部的电热丝发热较多,而与电热 丝连接的导线却发热较少,原因是________________________________________ _____________________________________________________________________ ________。  　左　 　导线和电热丝的电流、通电时间相等,但是 电热丝的电阻远远大于导线电阻,电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量 越多　 考点二　焦耳定律公式的应用 考点摘要 1.公式:Q=I2Rt。(通用) 2.纯电阻电路(电能全部转化为内能): Q=W=Pt=UIt=I2Rt=t。 3.非纯电阻电路(电能部分转化为内能):Q<W。求电热:Q=I2Rt; 求电功:W=UIt。 【典题】在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20 Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.3 A,电流表A2的示数为0.2 A。求: (1)电源电压。 (2)电阻R1通电1 min产生的热量。 (3)电阻R2的阻值。 (4)通电1 min整个电路产生的热量。 解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流。 (1)由I=可得,电源的电压: U=U1=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V。 (2)方法一:电阻R1通电1 min产生的热量: Q1=R1t=(0.3 A)2×20 Ω×60 s=108 J。 方法二:电阻R1通电1 min产生的热量: Q1=t=×60 s=108 J。 (3)由I=可得,电阻R2的阻值: R2===30 Ω。 (4)干路中电流: I=I1+I2=0.3 A+0.2 A=0.5 A; 通电1 min整个电路产生的热量: Q=UIt=6 V×0.5 A×60 s=180 J。 本课结束 $