17.3 焦耳定律 课件-2025-2026学年沪科版九年级全一册物理

该初中物理课件聚焦焦耳定律，以“小明看电视后电视后盖发热”的生活情境导入，引出电流热效应，结合电热水器、电水壶等实例，通过科学探究（控制变量法、转换法）得出热量与电阻、电流、时间的关系，辅以实验数据、例题构建学习支架。 其亮点在于情境化导入激发兴趣，科学探究环节完整（提出问题-猜想假设-设计实验-得出结论），运用控制变量法（如串联电阻控电流）和转换法（煤油温度变化反映热量）培养科学思维与探究能力，区分纯电阻与非纯电阻深化能量观念。学生能提升实验探究与逻辑推理能力，教师可直接利用丰富案例与练习提高教学效率。

导入新课 小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？ 电流的热效应 生活中，许多用电器通电后都会发热。 电流通过导体时，电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。 电热水器 电热水壶 电熨斗 电饭煲 电暖器 电炉 电暖器（小太阳） 观察与思考 观察现象：电热管和导线都有电流通过，为什么电热管发热，而导线却几乎不发热？ 提出问题：电流通过导体时产生 的热量与什么因素有关？ 科学探究 提出问题：电流产生的热量与哪些因素有关？ 电暖器通电时间越长，产生的热量越多。 猜想一：电流产生热量的多少可能与通电时间长短有关。 电流通过导体时会产生热量。 猜想二：电流产生热量的多少可能与电流大小有关。 电热管和导线的材料不同，它们产生的热量不同。 猜想三：电流产生热量的多少可能与电阻大小有关。 猜想与假设： 科学探究 当一个物理量可能与多个因素有关时，我们应当采用什么方法去探究？ 控制变量法 我们如何去判断电流通过导体时产生热量的多少？又需要用到什么方法？ 转换法 科学探究 将液体（如煤油）装入烧瓶内，电流通过电阻丝时产生热量，会使煤油的温度升高，利用插入煤油中的温度计示数的变化，来判断电流产生热量的多少。 *想一想还有没有其他能够判断电流产生热量多少的方法？ 猜想一：电流产生热量的多少可能与通电时间长短有关。 设计实验：控制电流大小、电阻大小相同 科学探究 实验一：按照右图连接电路，将电阻丝 R 连入电路，闭合开关，保持电流大小不变，每隔1min记录一次温度计的示数，填入表格。 科学探究 科学探究 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32 实验结论：对于同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。 猜想二：电流产生热量的多少可能与电流大小有关。 设计实验：控制电阻大小、通电时间相同 科学探究 实验二：按照右图连接电路，将电阻丝 R 连入电路，闭合开关，每通电1min移动一次滑动变阻器的滑片，增大通过电阻丝的电流，记录一次温度计的示数，填入表格。 科学探究 电流/A 0 0.5 1 2 3 温度/℃ 20 21 24 36 56 科学探究 实验结论：对于同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。 猜想三：电流产生热量的多少可能与电阻大小有关。 设计实验：控制电流大小、通电时间相同 科学探究 实验三：选择两根阻值不同的电阻丝（R1＞R2），按照右图连接电路，闭合开关，保持电流大小不变，每隔1min记录一次温度计的示数，填入表格。 科学探究 R1 R2 时间/min 0 1 2 3 4 5 R1温度/℃ 20 23 26 29 32 35 R2温度/℃ 20 22 24 26 28 30 科学探究 实验结论：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。 科学探究 电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间都有关系。 结论： 当导体电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长时，产生的热量越多。 课本P128 R R R1 R2 R = R R1 ＞ R2 拓展延伸 拓展延伸 已知： 拓展延伸 已知： 小明利用如图所示的装置探究电热现象。两个完全相同的空烧瓶内部封装着等质量的空气，瓶口套有完全相同的气球， a、b两个烧瓶内的电阻丝阻值分别为5Ω、10Ω。 课堂练习 （1）该实验探究的是电流产生热量的多少与 的关系，实验过程中应保持 、 相同。闭合开关后，小明是通过观察 来判断电流产生热量的多少的。 电阻大小 电流大小 通电时间 气球膨胀的体积大小 （2）闭合开关，过了1分钟后，小明可以观察到 气球的体积更大一些。（选填“a”或“b") b 课堂练习 下图的实验装置是将通电导体产生热量的多少通过U型管内的液面高度差来反映。这种方法称为 法。若将左右两个烧杯的电阻丝串联在同一 个电路中，经过相同的时间，观察到液 面高度差的情况如图所示，此现象说明： 。 转换 当电流大小、通电时间相同时， 导体的电阻越大， 电流产生的热量越多 小明同学用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”，装置中除了R甲＞R乙外，其它条件均相同。 （1）甲乙烧瓶中选用质量相等的煤油而不是用水，是因为煤油的 比水小，在质量和吸收的热量相同时，煤油升高的温度 。 （2）将两电阻丝串联是为了控制通过电阻 丝的 相等。 （3）若利用该装置改做“比较水和煤油比 热容的大小”的实验，则应将其中一烧瓶 中的煤油换成质量和初温相等的水，并使 甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻 （选 填“相等”或“不相等”），此实验中水 和煤油吸热的多少是通过 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映的。 课堂练习 比热容 高 电流 相等 加热时间 焦耳定律 在前面的实验中，我们得出了结论： 电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间都有关系。 当导体电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长时，产生的热量越多。 历史上，英国物理学家焦耳也曾做了大量实验，探究电流产生的热量跟电流大小、导体的电阻以及通电时间的关系，他最终于1840年发现： 焦耳定律 电流通过导体产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。 1 J = 1 A2·Ω·s 例题 一电热器的电阻丝阻值为110Ω，接在220V的电路中，通电10秒钟产生的热量是多少？ 解： 答：…… 例题 一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω。正常工作时，通过的电流为5A，则通电1min，电动机产生的热量为多少？ 解： 答：…… 纯电阻电路 纯电阻电路是指电流流过该电路时，电能全部转化为内能的电路。例如用电器是电阻、白炽灯（初中阶段）、电饭煲、电加热器等的电路，这些用电器工作时将电能全部转化为内能。 非纯电阻电路是指电流流过该电路时，电能只有一部分转化为内能的电路。例如用电器是电动机、电铃等的电路，这些用电器工作时，电能还会转化为机械能、声能等。 在纯电阻电路中，消耗的电能全部转化成了内能，所以电流所做的功的大小等于电流产生热量的大小。即： 在纯电阻电路中： 在非纯电阻电路中，消耗的电能只有一部分转化成了内能，所以电流所做的功的大小大于电流产生热量的大小。 纯电阻电路 电热的利用与防止 电热的利用：电热器就是主要利用电流的热效应工作的，如电热毯、电热水壶、电炉子、电饭锅等。 电热的防止：在非纯电阻电路中，电热的产生会带来电能的浪费和危害，电流的热效应使用电器温度过高，容易引起绝缘材料老化、影响设备正常使用等。如电脑机箱内的温度过高不利于电脑的正常工作，电风扇的电机温度过高使塑料外壳变形等。因此这些用电器通常需要设置散热孔、加装散热风扇等。 比值法的应用 在串联电路中： 在并联电路中： 课堂练习 现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压为220V的电路中，相同时间内，它们的发热情况是（ ） A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断 B 课堂练习 一根 100Ω 的电阻丝通过的电流是 2A ，它的电功率是 _________W ，通电1min时产生的热量是_________J。 400 24000 课堂练习 电阻 R1、R2 串联在电路中，R1 = 4Ω，R2 = 6Ω，则P1:P2=_______，Q1:Q2=________。 2 : 3 2 : 3 课堂练习 两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1、R2产生的热量之比为（ ） A. 2 : 1 B. 1 : 2 C. 4 : 1 D. 1 : 4 A 课堂练习 都标有“220V 40W”的电风扇、电热毯、日光灯、电视机，四者在额定电压下工作相同的时间，产生热量最多的是（ ） A. 电风扇 B. 电热毯 C. 日光灯 D. 电视机 B 课堂练习 乙 甲 为了探究电阻大小对电流热效应的影响，应选择 组装置进行探究。（选填“甲”或“乙”） 甲 课堂练习 下图的a、b、c、d四个烧瓶上的气球，在通电时间相同的情况下，将气球按由大到小的顺序排列为： ＞ ＞ ＞ 。 a b d c 下 课 $