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焦耳定律展开，从电视机发热、充电头与充电线温度差异等生活实例导入，引导学生通过控制变量法和转换法探究电热与电流、电阻、时间的关系，构建“现象-探究-结论-应用”的知识支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过U形管液面差、温度计示数等转换法直观呈现热量，结合控制变量法分析影响因素，渗透能量观念。生活实例（电炉丝与导线）和当堂小练强化应用，助学生形成物理观念与科学思维，教师可高效开展实验教学与知识巩固。

第十八章 电功率 第4节 焦耳定律 尤其不可以偷偷看电视哦！ 电视机工作时会发热！ 电能 光能 声能 内能 电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能 新课导入 衔接：生活中不知道大家有过这样的经历没有。放了假，你妈妈让你自己好好安排自己假期的学习时间，尤其不能自己偷偷去看电视，然后你妈妈就出门了，就像小明一样。…… 妈妈回来后看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。但是很快妈妈就发现了小明在说谎，请问妈妈是怎么样发现的呢？（原因：妈妈用手摸一了下电视机后盖，发现电视机发热了。）小明挨了一顿揍，他很疑惑，电视机发热与什么因素有关呢？他决心搞清楚其中的原因。 思考：很多用电器接通电源后都会产生电流热效应，你知道哪些？ 电能→内能 手机充电发热 新课讲授 衔接：除了电视机，生活中还有很多用电器接通电源后都会发热，你知道哪些？其中的能量是如何转化的呢？（它们都把电能转化成了内能） 充电过程当中，我高烧70℃ 充电过程当中，我高烧45℃ 充电时，充电头和充电线串联，电流相等 电流产生热量多 电流产生热量少 电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关？ 新课讲授 讨论与交流： 电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关? 1、充电头、充电线串联，充电相同时间，充电头温度高于充电线温度 2、通过充电器电流过大时会被烧坏 3、相同的充电器，充电10min和5min，哪个的温度高？ 电阻 电流 通电时间 新课讲授 探究电热与什么因素有关？ 电阻 电流 通电时间 控制变量法 改变 R、保证 I 和 t 相同，比较产生的热量 改变 I、保证 R 和 t 相同，比较产生的热量 改变 t，保证 R 和 I 相同，比较产生的热量 探究实验 新课讲授 衔接：那么同学们现在猜想到电流通过导体时产生的热的多少与与什么因素有关呢？ 实验装置： 将电阻丝放入密闭的烧瓶中，烧瓶里放入温度计，电阻丝通电产生热量，烧瓶内温度升高 电阻丝 转换法 产生热量越多，温度计示数越大 新课讲授 实验装置： 电阻丝 电阻丝通电产生热量 　　产生的热量越多，空气膨胀越厉害，液面高度差越大 受热空气膨胀 转换法 新课讲授 电热与电阻的关系 两电阻串联，I左=I右 R左 = 5 Ω R右 = 10Ω R左=5Ω R右=10Ω R左< R右 新课讲授 R左=5Ω R右=10Ω I左=I右 R左< R右 Q左<Q右 结论： 电流和通电时间相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多 新课讲授 电热与电流的关系 I左>I右 R左=5Ω R右=5Ω R左=R右 I左 R左 = 5 Ω R右 = 5 Ω I右 R3 R3 新课讲授 结论： 电阻和通电时间相同时，电流越大，这个电阻产生的热量越多 R1 R2 R3 R左=5Ω R右=5Ω I左>I右 R左=R右 Q左>Q右 新课讲授 1 min 5 min 探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 结论： 电阻和电流相同时，通电时间 越长，这个电阻产生的热量越多 (1)实验中，通过观察U形管中液面 　 　的变化，来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这里采用了 (选填“转换法”或“控制变量法”). 转换法 1、小海同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置：   　高度差　 当堂小练 (2)甲装置是用来研究通电时间相同时，电阻丝产生的热量与　 　的关系，通电一段时间后，　 　(选填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大.   　右　 　电阻　 当堂小练 (3)用乙装置进行实验时，电阻R3的作用是使通过R1、R2的电流　 　(选填“相同”或“不相同”)，此处采用了 　 　(选填“转换法”或“控制变量法”).  (4)若乙图中盒外连接的电阻R3阻值由5 Ω更换为3 Ω， 　(选填“仍能”或“不能”)达到更换前的实验效果  仍能　 　控制变量法　 　不相同　 (1)本实验是根据______ (填“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少。已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系， 则R2=____Ω。 (2)若将R3 和R2 并联接入右边密闭容器中， 则可研究电流产生的热量与______的关系。 如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。 气体 10 电阻 3.用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”。R1<R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（ ） A.该装置可以用来探究电流热效应与电流大小的关系 B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升得较快 C.实验中，通过温度计示数的变化来 比较电阻丝产生热量的多少 D.将某烧瓶中的煤油换成等质量的 水，可比较煤油和水的比热容大小 C 当堂小练 焦耳定律：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 电热符号：Q 公式： Q =I 2Rt A s J Ω 焦耳（1818-1889） 新课讲授 衔接：在1840年，英国的物理学家焦耳做了大量实验，最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间有关。具体关系如下……这就是总结而来的焦耳定律。 思考：电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？ 导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。 新课讲授 衔接：我们再来回顾一下之前的问题…… 1、小市同学在科学课上表演了一个小魔术，用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置最容易被点燃（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 C 当堂小练 2、一根电阻为100 Ω的电阻丝R1接在某一电源上，通电100 s，通过的电流为0.2 A，则电阻丝R1产生的热量为多少？ 答：电阻丝R1产生的热量为400 J。 解：电阻丝R1产生的热量： Q = I12R1 t1= (0.2 A)2 × 100 Ω ×100 s = 400 J 新课讲授 内能 其他能 电功与电热的关系 电功 电热 电能 其它形式的能 电能 内能 非纯电阻电路：电风扇 电功 W = UIt W>Q 纯电阻电路：电饭煲 电功 W = UIt 电热 Q = I²Rt 电热 Q = I²Rt W=Q 新课讲授 当电能全部转化为内能时 Q=W 纯电阻电路 即: Q = W = UIt = =Pt 电功(W) 电热(Q) 通用公式 纯电阻电路 W=UIt Q=Rt W=Rt W=t Q=UIt Q=t 串联： 并联： 串、并联电路中Q总=Q1+Q2 新课讲授 2.将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　　） A．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多 C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多 1.计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是 （ ） A.UIt B. C.I2Rt D.前面三个都可以 C C 当堂小练 3、两个电阻器的电阻之比R1∶R2＝3∶1，将它们按图甲接入电路时，通过它们的电流之比I1∶I2＝________，在相同的时间内产生的热量之比Q1∶Q2＝________；将它们按图乙接入电路时，在相同的时间内产生的热量之比Q1′∶Q2′＝________。 1∶1 3∶1 1∶3 当堂小练 4、在如图所示电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机线圈电阻为2Ω。闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8A、0.3A，则该电路电源电压为______V，10s内电路消耗的电能为______J，10s内电流通过电动机产生的热量为_______J。 6 48 5 当堂小练 5. 便携式养生壶，正常工作电压为220V，其底座的加热器有加热和保温两个挡位（如图乙），其中加热功率为1100W，R1的电阻为220Ω。当双触点开关S接触1和2时为保温挡，当调节到加热挡时，电阻R1和R2 联接入电路，通电1min电流通过R2产生的热量为 J。 　 并　 5.28×104　 当堂小练 三、电热的利用和防止 电热器：使导体只发热的用电器。 新课讲授 衔接：我们生活中有很多用电器都是利用电热来工作的。比如课前提到的电热水器，电焊，电烙铁，电热水壶，电炉等等，还有这个用来孵鸡蛋的。 思考：电流通过用电器产生的电热都是有利的吗？ 电热的危害 将用电器烧坏 使绝缘材料老化 思考：如何防止电热带来的不利影响呢？ 水冷机箱 微型风扇 散热孔 新课讲授 衔接：除了电热器以外，其他的用电器不是用来发热的，但是它们用了一段时间后我们还是会发现它们也会发热，比如说电脑，电视。这些用电器产生的热量时有利还是有害的呢？…… 它们要是不发热多好啊，这样小明也不会被发现从而挨打了。发热过多导致温度过高还可能损坏用电器，或者使绝缘材料（绝缘皮）老化。 关于电热，哪些是有利的，哪些是有害的？ 电视机 电暖气 电风扇 电熨斗 手机 电饭煲 电脑 电动机 有害 有利 有利 有害 有害 有利 有害 有害 新课讲授 焦耳定律 电流的热效应 电热的影响因素：I、R、t 焦耳定律 电热的利用和防止 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  定义 课堂小结 32 $