18.4 焦耳定律 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件以焦耳定律为核心，通过锡箔纸短路实验（ef段先冒烟）导入电流热效应，结合电炉丝与导线发热差异的问题，引导学生从现象出发，经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-规律”的学习支架。 其亮点在于注重科学探究与科学思维，如用U形管液面高度差转换热量多少，通过电烤箱、电饭煲等生活实例深化能量观念。练习设计涵盖基础计算与实际应用，帮助学生理解纯电阻电路与非纯电阻电路的区别，教师可借此提升教学效率，学生能增强知识应用能力。

第4节 焦耳定律 1.如图所示，电源电压相同已知 R1 > R2，在A、B、C、D 四种接法中，相同时间内电路产生的总热量最多的是 （ ） 预习 2.某品牌电烤箱在额定电压下，功率从大到小有高挡、中挡和低挡。如图为电烤箱在不同挡位工作时的电路图，R1、R2为发热电阻丝，且阻值R1>R2，则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图________、图________和图________。(选填“甲”“乙”或“丙”) 3.某品牌电饭煲的工作原理如图甲所示，图乙为它的部分参数.如将开关S闭合，则电饭煲处于 (选填“加热”或“保温”) 状态，其中电阻 R1 : R2= 。 4.如图是某种电加热器的电路工作原理图。有总控开关 S1,温控开关 S2，两个加热电阻丝 R1、R2(阻值不变)。该加热器部分参数已知:额定电压220V，加热功率为4840 W，保温功率为400 W。 (1) 当 S1，S2都闭合，该加热器处于 (选填“加热”或“保温”) 状态时，电路中的总电流是 A。 (2) 傍晚用电高峰期，若实际电压只有 200 V 时， 求加热器保温状态下的实际功率。(保留整数) 新课导入 如图所示，将锡箔纸剪成中间较窄的细条，且ab段长度等于ef段长度。然后将其连接在电源两端，发现细条中的ef段很快就开始冒烟起火，这是因为锡箔纸将电池______，导致回路电流很大，而ef段是中间较窄的细条，该段电阻较____(选“大”、“小”)，发热较快。说明同种导体在长度一定时，____________，电阻越大。 短路 大 横截面积越小 这就是电流的热效应！ 问 题 电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热的发红(图18.4-1)，而导线却几乎不发热？ 图18.4-1 通电的电炉丝 生活中,许多用电器通电后,都伴有发热现象产生。 电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 电流的热效应 电流 电阻 通电时间 猜想： 电炉的电炉丝和导线中通过的电流相同，电炉丝热得发红，说明电炉丝的温度比导线高，电流在电炉丝上产生的热量更多。电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？ 实验方法 控制变量法 1、在电流和通电时间一定时，探究电热与电阻的关系。 2、在电阻和通电时间一定时，探究电热与电流的关系。 3、在电流和电阻一定时，探究电热与通电时间的关系。 怎样判断电流通过导体产生电热的多少？ 用U形管两侧液面高度差来反映电流通过导体时产生电热的多少。 转换法 带U形管容器 电热 容器中密闭空气吸热 空气体积膨胀 U形管液面有高度差 如图18.4-2所示，两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？ 演示 电热与电阻的关系 图18.4-2 电热与电阻的关系 进行实验 实验1：探究通电导体产热与电阻关系 实验表明： 在电流、通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多 R/Ω 5 10 △h 较小 较大 演示 电热与电流的关系 如图18.4-3所示，两个容器中的电阻丝一样大，在其中一个容器的外部并联一段相同的电阻丝，因此通过两个容器中电阻丝的电流不同。闭合开关，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。你看到的现象说明了什么？ 图18.4-3 电热与电流的关系 电阻 R左 R右 电流 较大 较小 △h 较大 较小 实验表明： 在电阻、通电时间相同时,通过电阻的电流越大,产生的热量越多。 并联电阻的作用： 分电流 实验表明： 在电阻与电流相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 演示 电热与通电时间的关系 　　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 课本P122 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  1J=1A2ΩS （全部使用国际单位） 如：电饭锅、电熨斗、电烙铁、电热水器 3.当所有的电能全部转换成内能时 内能：Q=W=Pt=UIt=I2Rt= 电能(W ) 内能(Q)+机械能(E) W = UIt Q =I2Rt E=W–Q 现象解释 现象: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? 根据焦耳定律Q=I2Rt可知,导线和电炉丝串联， 电流相等,而电炉丝的电阻比导线的电阻大的多, 在相同时间内电流通过电炉丝产生的热量比通过导线产生的热量大,因此电炉丝热而电线却不热。 课本P124 课本P123 解释： 前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多， 前提条件是电压相同； 而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多， 前提条件是电流相同，两者并不矛盾。 1．电热的利用 电热器就是利用电流的热效应工作的。 电热器的主要组成部分是发热体。 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。 发热体是由电阻率 、熔点 的电阻丝缠绕在绝缘材料上制成的。 大 高 　　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用来通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 2．电热的防范 如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。 （1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 　 　，B处应安装 　 　。（选填“电动机”或“电阻丝”） （2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态， 应闭合开关 　 　，要使电吹风处于 “暖风”状态，应闭合开关 　 　。 （3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口 吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态 时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设 这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的 空气质量相同，则R1：R2＝　 　。 （4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会　　（选“变大”、 “变小”或“不变”）。 如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两挡功率，挡位可自动调节。其工作过程是：按下开关，自动选择1000W挡将汤煮至100 ℃，然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)， 求：(1)R1的阻值是多少？ (2)电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳 至“a”或“b”哪个位置？试说明理由。 课本p124 课本p125 课本p125 课本p126 课本p126 Lavf58.20.100 Lavf57.83.100 Lavf58.76.100 $