18.4焦耳定律 课件 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

该初中物理课件围绕“电功率”中的核心内容——电流的热效应与焦耳定律展开，从生活现象导入（如电炉丝发热而导线不热），通过实验探究热量与电流、电阻、时间的关系，逐步构建物理观念，形成从现象到规律的认知链条，为后续电能转化与实际应用奠定基础。 其亮点在于深度融合科学探究与物理观念，以控制变量法设计实验，引导学生基于证据得出结论，体现科学思维中的推理与论证能力。例如，通过U形管液面变化观察不可见热量，巧妙实现抽象概念具象化，强化能量观念。同时结合电动机等非纯电阻实例，对比电功与电热差异，提升学生批判性思维与问题解决能力。此设计既帮助学生建立系统知识结构，又助力教师高效落实核心素养目标。

第十八章电功率 第四节 焦耳定律 提 问 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例 说 明 。 一 、电流的热效应 1.电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热 效 应。 想 想 议 议 电炉丝和导线通过电流相同，为什 么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发 热? 电流通过导体时产生的热量与哪些 因素有关? 演 示 实 验 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关? 猜 想 ： 与电流、电阻、时间有关。 设计实验： 2. 用什么方法和器材去观察那 些不可见的物理量(热量)? 1. 当一个物理量被猜测与多个因 素有关，应用什么方法去研究? 电热 — — 液体吸热，观察升高的温度； 气体(或液体)受热膨胀，观察膨胀的多少 控制变量法 转换法 实验中通过观察温度计的 示数来比较电流产生热量的 多 少，这种研究方法叫转换 法。 实验中通过观察U 形管液 面的高度差来比较电流产生 热量的多少，这种研究方法 叫转换法。 演 示 实 验 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关? 实验装置 10Ω 10Ω 加热1min 加热2min 结 论： 在电流、电阻相同的情况下，通电时间越 长，电流产生 的 热量越多。 演 示 实 验 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关? 实验1:电流产生的热量与通电时间的关系 控制不变的量是： 电 流 、 电 阻 O 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下， 电阻越大，这个 电阻产生的热量越多。 控制不变的量是： 电流 、 通电时间 R₁=5Ω R₂=10Ω 演 示 实 验 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关? 实验2:电流产生的热量与电阻的关系 探究电流与通电时间一定时电然 产生的热量与电阻大小的关系 B=5 欧 R,=10欧 查琶_ 咨智 结 论： 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的 电流越大，这个电阻产生的热量越多。 演 示 实 验 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关? 实验3:电流产生的热量与电流的关系 控制不变的量是： 电阻 、 通电时间 R=5Ω R=5Ω I₁- R=5Ω A 一 探究电阻与通电时间一定时代酷 电流产生的热量与电流大小的关系 1=21 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一 结论2 个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 结论1 越 大 ，这个电阻产生的热量越多。 在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间 结论3 越长，这个电阻产生的热量越多。 演 示 实 验 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关? 总结：电流产生的热量与电 流 ◆ _ 电 阻 和 通电时间 却几乎不发热? 答：电线和电炉串联，通过它们的电流是 一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的 多，根据焦耳定律Q=P²R可知，在相同时 间内电流通过电炉产生的热量比通过电线 产生的热量大，因此电炉热而电线却不热 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线 提 问 二 、 焦 耳 定 律 焦耳(James Prescott Joule, 1818—1889),英国物理学家。用 近40年的时间做了400多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于1840年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。 1.内容：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。 2.公式： Q=P²Rt 3.单位： 焦 耳 (J) 理论推导：电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转 化为其他形式的能量，那么,电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即 ： Q=W=Pt=UIt=IR·It= P²Rt。 二、焦耳定律 4.电能与电热的关系： (1)如果电能全部转化为内能(即纯电阻) , 电流产生的 热量Q 就等于消耗的电能W , 即Q=W=UIt=PRt 如：电暖器，电饭锅，电炉等。 ( 2)如果消耗的电能没有全部转化为内能(即非纯电阻) , 主 要转化为机械能，电流产生的热量Q 就小于消耗的电能W , 即 W > Q 即 (W 总 =UIt=W 外 +Q) 如：洗衣机、电扇(含有电动机)等。 二 、 焦 耳 定 律 二 、 焦 耳 定 律 5.电功与电热的区别： 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电 路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能. 电热是指电流通过一段电路做功，电能转化为内能的那一部 分.两者表示的意义不同，是两个不同的概念. 1、某电动机上标有“220V,2A” 它的线圈电阻为5Ω,当它正 常工作一分钟后，消耗的电能为多少?线圈中产生的热量为多 少?如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能? 解：消耗的电能为：W 总=UIt=220V×2A×60S=26400J 线圈中产生的热量为：Q=PRt=(2A)²×5Ω×60S=120J 得到的机械能为： W 机=W 总一Q=26400J-120J=25200J 课 堂 检 测 三、电热的利用与防止 1. 电热的利用 利用电热孵化器 孵小鸡 用来加热 电热器的优点：清洁 卫生，没有环境污染，热 效率高，还可以方便地控 制和调节温度。 三、电热的利用与防止 2. 电热的危害 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机 的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及 时散热等等。 表述：电流通过导体产生的热量跟 电流的平方成正比，跟导体的电阻 成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q=I²Rt Q=I²Rt 的推导公式的应用 课 堂 小 结 电流的热效应 电流通过导体会发热 焦耳定律 实验结论 焦耳定律 2. 现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R₁ >R₂, 分别接入 电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是 ( B ) A. 甲放热多 B. 乙放热多 C. 同样多 D. 无法判断 课 堂 检 测 3 . 将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W“ 的 充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V的电源上， 在相同时间内，电流通过他们时发热功率最大的是 ( A ) A. 电烙铁 B. 充电器 C. 电风扇 D. 一样多 课 堂 检 测 播放结束 $