15.3 电流的热效应 焦耳定律 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级下册

该初中物理课件围绕“电流的热效应 焦耳定律”展开，通过电热水壶发热、钢丝棉短路燃烧等生活实例导入，衔接电学基础，为能量转化学习搭建支架，系统覆盖实验探究与公式应用。 其亮点在于融合科学探究（如控制变量法实验设计）与物理观念（能量转化分析），结合电热水壶、工程实践等实例，培养学生科学思维与应用能力，助力教师高效教学，提升学生解决实际问题的素养。

第十五章 电功和电热 三、 电流的热效应 焦耳定律 第1课时 电流的热效应 焦耳定律 一、 选择题(每小题6分,共30分) 1. (北京中考)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( A ) A. 电热水壶 B. 吸尘器 C. 电冰箱 D. 电视机 2. (教材P14材料改编)在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中,为研究通电导体产生的热量与通电时间的关系,必须同时保持不变的物理量是( B ) A. 电阻和通电时间 B. 电阻和电流 C. 电流和通电时间 D. 电阻、电流和通电时间 A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3. 额定电压均为220V、额定功率均为800W的电热水壶和洗衣机,正常工作时( D ) A. 洗衣机产生的热量多 B. 相同时间内,两者产生的热量一样多 C. 电热水壶消耗的电能少 D. 相同时间内,两者消耗的电能一样多 4. 一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210 ,在额定电压下通电10min产生的热量为( B ) A. 4 102J B. 2.4 104J C. 2.2 103J D. 1.32 105J D B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5. (惠州惠阳二模)如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,四个相同的透明容器中密封着质量相等的空气,分别将两套装置的A、D接线柱接到电源两端。下列说法正确的是( A ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A. 图甲装置通电一段时间后,右侧U形管液面高度差更大,右侧容器中电阻丝的阻值较大 B. 图乙装置可以用来探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 C. 该实验中U形管两液面高度差越大,对应密封容器中电阻丝产生热量越少 D. 图乙装置通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大 答案:A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二、 填空题(每空5分,共45分) 6. (莆田涵江模拟)将一节电池正、负极与一种特制的“钢丝棉”连接后,瞬间出现了电火花,燃起了火焰,如图所示。此现象的发生是因为“钢丝棉”是 导体 ,导致电源发生 短路 ,电流过大,产生热量过大,达到“钢丝棉”着火点,使其燃烧。 第6题 导 体 短路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7. 如图是小明购买的干鞋器,将其放入鞋内,通电后发热能起到干燥、杀菌、除臭的作用,这是利用电流的 热 效应工作的,英国物理学家 焦耳 最早对此效应做了定量研究。干鞋器的电阻为2200 ,额定电流为0.1A,通电后正常工作100s产生的热量是 2200 J。 热 焦耳 2200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8. (湖南模拟)某款家用多功能茶吧机有制冷、保温等功能,其内部发热电阻为44 ,在220V电路中正常工作5min,电流产生的热量是 3.3 105 J。电流的热效应有时对我们有益,有时也有害,请举出生活中一个防止电流热效应危害而采取的措施: 电视机后盖的散热孔(合理即可) 。 3.3 105 电视机后盖的散热孔(合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9. (教材P13材料改编)如图所示的电路,可定性研究“电热与电流、电阻和通电时间的关系”,已知三个电阻的材料和质量相同,且R1=R3=5 ,R2=10 ,三个电子温度计分别与之相连(图中未画出),并能测量它们的温度。闭合开关后,每隔一定时间记录各电阻的温度,通过温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。分析比较 R1、R2 两个电阻的温度变化,可知电热与电阻有关;分析比较 R1、R3 两个电阻的温度变化,可知电热与电流有关。 R1、R2 R1、R3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 三、 解答题(25分) 10. 在“探究影响电流热效应的因素”的实验中: (1) 为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了如图甲所示的装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较 烧瓶内液体的温度变化 ,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。若他想让烧瓶内的液体在短时间内温度变化更明显,应选用 煤油 (煤油/水),理由是 煤油比热容小,相等的质量吸收相同的热量,温度上升明显 。 烧瓶内液体的 温度变化 煤油 煤油 比热容小,相等的质量吸收相同的热量,温度上升明显 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2) 小明先测量烧瓶内液体的初温,闭合开关,通电30s后再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量并将其填入表中;然后移动滑动变阻器滑片来改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据,如表所示。 实验次序 电流/A 通电时间/s 电阻/ 温度升高量/ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流 越大 ,其产生的热量 越多 。 越大 越 多 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (3) 若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择图乙中的 B (A/B)烧瓶与图甲中的烧瓶 串联 (串联/并联)。 B 串联 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 第十五章 电功和电热 三、 电流的热效应 焦耳定律 第2课时 焦耳定律的应用 一、 选择题(每小题6分,共30分) 1. 关于电流通过导体时产生的热量,下列说法正确的是( D ) A. 根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 B. 根据Q=可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少 C. 根据Q=UIt可知,相同时间内产生的热量与电阻无关 D. 根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 2. 通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2,甲的电阻是乙的5倍,通电相同时间,则甲、乙两段导体产生的热量之比是( A ) A. 5∶4 B. 2∶5 C. 16∶5 D. 5∶1 D A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3. (教材P16实践与练习T1变式)正常工作的电取暖器,它的发热管热得发红,而供电的电源线却不热,这主要是因为( D ) A. 电源线散热比发热管快得多 B. 通过电源线的电流小于通过发热管的电流 C. 电源线的隔热性能好 D. 电源线的电阻远小于发热管的电阻 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4. 跨学科实践 工程实践 在某节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,剪成如图甲所示形状,其中ab、bc和cd段等长。将锡纸两端连接电池正、负极,发现锡纸很快开始冒烟、着火,如图乙所示。下列说法正确的是( B ) A. 最先着火的是ab段,因为这里的电流最大 B. 通过ab、bc、cd段的电流均相等,但相同时间电流通过ab段产生的热量最多 C. 电流通过ab、bc、cd段相同时间产生的热量相同 D. 通过ab段的电流最小,但是ab段电阻最大,相同时间内产生的热量最多 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5. 已知一台直流电动机两端的电压为6V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为0.5 ,则在1min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为( A ) A. 720J,120J B. 720J,720J C. 720J,600J D. 600J,120J A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 二、 填空题(每空5分,共45分) 6. 如图所示为通过两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系图像。若将两电阻并联接在电压为2V的电路中,在1min内电阻RA产生的热量为 48 J,通电的时间相同,电流通过RA、RB产生的热量之比QA∶QB= 2∶1 。 第6题 48 2∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7. 某型号的电热毯有高温和低温两个挡,其内部电路原理图如图所示。R1、R2为加热电阻,高温发热功率为132W,低温发热功率为44W。当开关S、S1都闭合时,电路处于 高温挡 (低温挡/高温挡),电阻R2的阻值为 550 ,电热毯高温挡正常工作1min产生的热量为 7920 J。 高温挡 550 7920 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8. (济宁模拟)如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。再闭合S2后,电流表的示数增加 0.2 A,在1min内电阻R产生的热量为 48 J。 0.2 48 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9. (成都金牛模拟)如图所示为一款电热中药壶的简化电路图,它有“加热”“保温”两个挡位。电热丝R1=44 ,R2=176 。当开关S闭合、S1接a时是 加热 挡。在“保温”挡正常工作5min,电流通过R1产生的热量是 1.32 104 J。 加热 1.32 104 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 三、 解答题(共25分) 10. (12分)(广东模拟)如图是某款具有加热、保温功能的座椅的简化电路图。电源电压为12V,R1、R2均为发热电阻,只闭合开关S1时,电路中的电流为1A;闭合开关S1和S2时,电路的总功率为18W;忽略R1、R2的阻值随温度的变化。求: (1) R1的阻值。 解:(1) 由图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,R1两端的电压U1=U=12V,通过R1的电流I1=1A,根据欧姆定律可得,R1的阻值R1===12 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (2) 加热时通过R2的电流。 解:(2) 闭合开关S1和S2时,R1与R2并联,由于并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为1A,根据P=UI可得,电路的总电流I===1.5A,R1与R2并联时,电路的总电阻较小,根据P=可知电路消耗的电功率较大,座椅在加热,根据并联电路的电流规律可得,加热时通过R2的电流I2=I-I1=1.5A-1A=0.5A 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (3) 加热5min电路中产生的热量。 解:(3) 加热5min电路中产生的热量Q=W=Pt=18W 5 60s=5400J 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11. (13分)(苏州中考)某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关,当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A。求: (1) R1的阻值。 解:(1) R1===55 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (2) 电饭锅高温挡的功率。 解:(2) P高=UI高=220V 4A=880W 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (3) 保温16min,分压电阻R2产生的热量。 解:(3) R2=R总-R1=-R1=-55 =825 ,Q2=R2t=(0.25A)2 825 16 60s=4.95 104J 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $