18.4　焦耳定律 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

该初中物理课件围绕“电功率”中的核心内容——焦耳定律展开，从生活现象引入电流的热效应，通过演示实验和典型例题层层递进，构建起“问题—探究—规律—应用”的学习支架，帮助学生建立能量转化与守恒的物理观念，理解电热与电流、电阻、时间的关系。 其亮点在于深度融合科学思维与科学探究素养，以控制变量法和转换法设计实验，引导学生分析U形管液面高度差变化来比较热量差异，强化模型建构与证据推理能力。例如典例1和图乙装置明确指向“电流越大，产热越多”的结论，体现科学论证过程。同时注重科学态度培养，如解释电热水壶与导线发热差异，提升安全用电意识。此资料既助力学生形成系统认知，又为教师提供可直接使用的教学范式，显著提升课堂效率与深度。

第十八章　电功率 §18.4　焦耳定律 2022年课程标准 学习目标 1.通过实验，了解焦 耳定律。 2.能用焦耳定律说明 生产生活中的有关现 象。 1.会运用控制变量法设计探究电流、电阻、时间 对电热的影响实验。 2.理解焦耳定律的内容。 3.会用焦耳定律的知识解释生活中的物理现象， 培养学生科学用电的意识。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点1　电流的热效应 1. 问题：电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得 发红，而导线却几乎不发热？ 2. 分析：生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生，电流通 过导体时电能转化为 ，这种现象叫作 ⁠。那么 电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关呢？ 内能　 电流的热效应　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 3. 演示1：电热与电阻的关系 (1)控制变量法：使通电时间和 一定，改变 ⁠大小。 (2)实验电路图： 4. 小结1：在 ⁠的情况下，一段电阻丝的电 阻 (选填“越大”或“越小”)，这段电阻丝产生的热量越多。 电流　 电阻　 电流相同，通电时间相同　 越大　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 5. 演示2：电热与电流的关系 (1)控制变量法：使通电时间和 一定，改变 ⁠大小。 (2)实验电路图： 电阻　 电流　 6. 小结2：在 ⁠的情况下，通过一段电阻 丝的电流 (选填“越大”或“越小”)，这段电阻丝产生的热 量越多。 电阻相同、通电时间相同　 越大　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例1】电热水壶通电后不久就能把水烧开，而与电热水壶相连的导线 却不是很热，主要原因是(　C　) A. 通过导线的电流较大 B. 通过电热水壶的电流较大 C. 导线的电阻比电热水壶的电阻小，相同时间内产生的热量较少 D. 电热水壶的电阻比导线的电阻小，相同时间内产生的热量较少 C 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【变式1】如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置 中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值 在图中已标出)，U形管中装有等量的液体。接通电源，观察现象。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) (2)用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变， 探究导体产生热量与电阻的关系。 (3)在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是 ⁠容器。 电流　 C　 (1)实验中通过观察 ⁠的变化来比较导体所产生热量的多 少，这里运用了 (选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思 想。实验中还用到的实验方法是 ⁠。 液面高度差　 转换法　 控制变量法　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点2　焦耳定律 1. 英国物理学家焦耳做了大量的实验，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：电流通过导体产生的 ⁠ 跟 的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟 ⁠ 成正比。焦耳定律的物理公式为Q＝ ⁠。 热量　 电流　 电阻　 通电时 间　 I2Rt　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例2】通过110 Ω电阻丝的电流是2 A，产生4 400 J的热量所用时间 为 s，电阻丝两端的电压是 V。 【变式2】在综合实践活动课上，小明用电烙铁焊接电路板，电烙铁温度 升高，利用了电流的 效应；若该电烙铁的额定电压是220 V，额定 功率是44 W，则电烙铁正常工作时电路中的电流是 A，在额定电 压下通电10 min，电烙铁产生 J热量。 10　 220　 热　 0.2　 2.64×104　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点3　电热的利用和防止　电热与电功 1. 电热的利用：生活中电流的热效应带来许多便利，例如电熨斗、热水 器、 、 ⁠等。 2. 电热的危害和防止：许多情况我们并不希望用电器的温度太高，例如 电脑发热、导线发热等，如果不及时散热，会产生许多安全隐患。在使 用电器时，可以通过散热风扇、减少遮盖、 ⁠等方式散热。 3. 当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则Q＝W＝ ⁠ ＝ ⁠。 电饭锅　 电热棒　 通风散热　 Pt　 UIt　 ▶重难点拨　电功W与电热Q：纯电阻电路中Q＝W＝UIt，非纯电阻电 路中Q＜W。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例3】将规格都是“220 V　100 W”的一台电风扇和一床电热毯，接 入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是(　B　) A. 电风扇产生的热量多 B. 电热毯产生的热量多 C. 二者产生的热量一样多 D. 无法比较二者产生的热量 B 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 解：正常工作1 min后，消耗的电能 W＝UIt＝220 V×2 A×60 s＝2.64×104 J， 线圈中产生的热量 Q＝I2Rt＝(2 A)2×5 Ω×60 s＝1.2×103 J， 如果没有其他能量损失，则得到的机械能 W机械＝W－Q＝2.64×104 J－1.2×103 J＝2.52×104 J。 答：(略) 解：正常工作1 min后，消耗的电能 W＝UIt＝220 V×2 A×60 s＝2.64×104 J， 线圈中产生的热量 Q＝I2Rt＝(2 A)2×5 Ω×60 s＝1.2×103 J， 如果没有其他能量损失，则得到的机械能 W机械＝W－Q＝2.64×104 J－1.2×103 J＝2.52×104 J。 答：(略) 【变式3】某电动机上标有“220 V　2 A”字样，它的线圈电阻为5 Ω， 当它正常工作1 min后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？ 如果没有其他能量损失，则得到多少机械能？ 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 1. 电流通过导体时电能转化为 ，这种现象叫作 ⁠。 2. 当电阻和通电时间一定时， ⁠。 当电流和通电时间相同时， ⁠。 内能　 电流的热效应 电流越大，所产生的热量越多　 电阻越大，所产生的热量越多　 3. 焦耳定律：电流通过导体产生的 跟 ⁠的二次方成正 比，跟导体的 成正比，跟 ⁠成正比。焦耳定律的物 理公式为Q＝ ⁠。 4. 当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则Q＝W＝ ⁠ ＝ ⁠。 热量　 电流　 电阻　 通电时间　 I2Rt　 Pt　 UIt　 课堂笔记 九年级全一册物理(RJ) 1. 将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热 毯，分别接入家庭电路中。如果它们正常工作，在相同的时间内(　C　) A. 电热毯消耗的电能最多 B. 电冰箱产生的热量最多 C. 三者消耗的电能一样多 D. 三者产生的热量一样多 2. 用电压恒为3 V的电源给一小电动机供电使其转动，已知小电动机线圈 电阻为1 Ω，1 min内小电动机消耗电能为36 J，则通过电动机的电流 是 A，1 min内电动机线圈放出的热量为 J，1 min内输出 的机械能为 J。 基础评价 C 0.2　 2.4　 33.6　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 3. 如图甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关” 的实验装置，两个透明容器中密封着等质量的空气。 (1)观察图甲左、右两侧U形管液面高度差，分析实验现象可得电阻丝R1 和R2的大小关系是R1 R2。 ＜　 (2)图乙所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 ⁠ 的关系。 电流大小　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 4. 如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。 素养评价 (1)图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不 同的电阻丝，此装置可探究电流产生的热量与 ⁠的关系。 电阻　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) (2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻 值相同的电阻，若图乙中两U形管内液面上升高度相同，则故障可能 是 。排除故障后通电相同时间，发现左侧U形 管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导 体的 ⁠越大，产生的热量越多。 外部并联的电阻断路　 电流　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) (3)为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻 换为阻值 (选填“大于”或“小于”)5 Ω的电阻。 (4)该实验中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。 小于　 不是　 (5)该实验中的U形管液面高度发生变化是因为 (填字母)。 A. U形管中液体的热胀冷缩造成的 B. 密闭容器中空气的热胀冷缩造成的 B　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 5. 如图所示，电源电压为3 V且不变。R1、R2为定值电阻，R1的电阻为10 Ω，闭合开关，求： (1)电流表A1的示数。 解：(1)R1、R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1 测R1电流。根据并联电路的电压特点可知，R1、R2两 端的电压等于电源电压3 V，则电流表A1的示数为I1＝ ＝＝0.3 A。 解：(1)R1、R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1 测R1电流。根据并联电路的电压特点可知，R1、R2两 端的电压等于电源电压3 V，则电流表A1的示数为I1＝ ＝＝0.3 A。 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) (2)若电流表A的示数为0.5 A，求R2的阻值。 解：(2)通过R2的电流为I2＝I－I1＝0.5 A－0.3 A ＝0.2 A， 则R2的阻值为R2＝＝＝15 Ω。 (3)通电1 min，电流通过R1产生的电热。 解：(3)通电1 min，电流通过R1产生的电热为Q＝W＝UI1t＝3 V×0.3 A×60 s＝54 J。 解：(2)通过R2的电流为I2＝I－I1＝0.5 A－0.3 A ＝0.2 A， 则R2的阻值为R2＝＝＝15 Ω。 解：(3)通电1 min，电流通过R1产生的电热为Q＝W＝UI1t＝3 V×0.3 A×60 s＝54 J。 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) $