18.4 焦耳定律 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕人教版九年级下册“焦耳定律”展开，系统涵盖电流的热效应、焦耳定律公式推导、电热的利用与防止等核心内容。课堂以“恐怖的电热”生活现象导入，通过“想想议议”（电炉丝与导线发热差异）引发问题，结合控制变量法、转换法的实验探究搭建学习支架，衔接电功公式与欧姆定律推导焦耳定律，形成“现象-探究-规律-应用”的完整知识脉络。 其亮点在于深度融合核心素养，物理观念上通过纯电阻与非纯电阻电路的对比，帮助学生建立能量转化的系统认识；科学思维层面，结合公式推导培养逻辑推理能力，通过“额定功率与电阻关系”的“想想议议”引导质疑创新；科学探究环节设计电阻、电流影响因素的实验，用U形管液面变化反映热量多少，强化证据意识。实例丰富，含实验方案、例题解析及生活应用（如电暖器与电视机散热），助力学生提升探究能力与问题解决能力，也为教师提供结构化教学资源，提高课堂效率。

第4节 焦耳定律 人教版九年级下册 恐怖的电热 新课导入 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成内能，这种现象叫作电流的热效应。 电流的热效应 热得发红 几乎不发热 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 想想议议 1、可能与通过导体的电流有关。 2、可能与导体的电阻有关。 3、可能与通电时间有关。 电流的热效应 探究 1 电流产生热量多少跟电阻的关系 条件 相同： 改变： 电流 I 电阻 R 通电时间 t 通过U形管液面的高度变化来反映产生热量的多少。 转换法 每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变。 控制变量法 电流的热效应 探究 2 电流产生热量多少跟电流的关系 条件 相同： 改变： 电流 I 电阻 R 通电时间 t 哪个电阻放进容器中加热？ 怎样改变电流？ 思考 二、焦耳定律 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 = I2Rt 3.单位：焦耳（J） 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。 焦耳（J） Q=W W=UIt U=IR Q=I2Rt 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。 焦耳定律 公式 Q = I2Rt  单位 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量。 焦耳定律 电能和电热的关系 非纯电阻电路 电能转化为其他形式的能和内能。W＞Q 实例：电风扇、转动的电动机、电视、电脑、电池充电 电功:W=UIt=Pt 电热:Q=I2Rt 电功率:P=UI= W t 纯电阻电路 电能全部转化为内能（只发热）。W=Q 实例：白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、卡住的电动机 W=Q=UIt=Pt=I2Rt= U2 R t P=UI= =I2R= W t U2 R （W=Q+W外） 例题 四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图甲所示，电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中;如图乙所示，电阻为R3、R4的电阻器并联后也接在电压为U的电路中。已知R1=R3，R2=R4，R1>R2。 (1)电阻为R1和R2的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多? (2)电阻为R3和R4的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多? U R1 R2 甲 U R3 R4 乙 U R1 R2 甲 解：（1）在串联电路中，通过电阻R1和R2的两个电阻器的电流相等。据焦耳定律Q=I2Rt，当I、t相同时，Q与R成正比，由于R1 >R2，因此相同时间内电阻为R1的电阻器放出的热量比电阻为R2的电阻器多。 纯电阻串联电路中，电阻越大，放热越多，用公式Q=I2Rt判断 U R3 R4 乙 （2）在并联电路中，电阻为R3和R4的电阻器两端的电压相等。根据焦耳定律Q=I2Rt和欧姆定律I= ，可得Q= 。由公式可知，电压相同时，相同时间内导体放出的热量与它们的电阻成反比，且R3>R4 ，因此相同时间内电阻为R4的电阻器放出的热量比电阻为R3的电阻器多。 U R U2 R t 纯电阻并联电路中，电阻越小，放热越多，用公式Q= 判断 U2 R t 想想议议 　　额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? 前者 前提条件： 电压相同 公式： U2 R t Q= （并联） 后者 前提条件： 电流相同 Q=I2Rt 公式： （串联） 电热的利用与防止 学习小结 1.用焦耳定律公式计算电流产生的热量： Q=I2Rt=（2A）2×2Ω×1×60s=480J 答案： 2.Q=W=Pt=450W×60s=2.7×104J 3.（1）电烙铁的额定功率： （2）电烙铁在额定电压下通电10分钟产生的热量： Q=W=Pt=40W×10×60s= 2.4×104J 4. 5.水的质量𝑚=𝜌𝑉=1×103 kg/m3 ×1.0×10−3 m3=1kg 水吸收的热量： Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J 电流做功：W= Q吸= 3.36×105J 烧开一壶水需要时间： 6.（1）电暖器、电烙铁、电饭锅都是利用电流的热效应来工作的，把电能转化为内能。 （2）电视机、计算机在工作时产生的热量是有害的，电视机外壳的散热窗、计算机的散热风扇可以散失热量，防止电流热效应带来的危害。 7.在家庭电路中，导线相互连接处若接触不良，该处的电阻较大，因为导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，由 Q=I2Rt可知连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。 Lavf60.16.100 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.11 $