15.4 探究焦耳定律 课件-2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

该初中物理课件围绕“焦耳定律”展开，通过“爸爸发现小明偷看电视”的生活问题导入，从电流热效应现象出发，引导学生提出问题、猜想假设，经实验探究得出热量与电流、电阻、时间的关系，构建从现象到规律的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，实验设计用控制变量法（串联不同电阻、改变电流）和转换法（U型管液面高度差反映热量）培养科学思维，结合电饭煲、电炉丝等实例强化能量观念。学生能提升探究与应用能力，教师可直接使用完整教学流程与实例，提高教学效率。

请问，爸爸是怎么知道小明偷看电视的？ 课堂导入 15.4焦耳定律 1.了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象； 2.了解电流的热效应及其在实际生活中的应用与控制。 导体中有电流通过时会发热。例如 、 、 、 、 等用电器，它们通电后都会发热。电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。 电热毯 电烫斗 电热水壶 电吹风 电暖器 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? 观察思考 一、通电导体放出的热量和哪些因素有关 通电导体产生的热量跟哪些因素有关呢? 短路引发火灾 灯泡的温度比导线高 手机使用时间多了后，温度变高 提出问题 猜想与假设 通电导体产生的热量可能跟 有关 电流大小、 电阻大小、 通电时间 1. 如何比较通电导体产生的热量的多少？ 2. 如何控制电流相等的同时，改变电阻大小？ 3. 如何控制电阻相等的同时，改变电流大小？ 自行阅读课本109-110页内容， 然后进行讨论交流解决下面4个问题 设计实验 1、导体产生的热量通过什么途径来观察？ 设计实验 答：通过观察温度计示数的变化 转换法 2. 如何控制电流相等的同时，改变电阻大小？ 答：将阻值不同的导体串联在一起。 4、如何控制电阻相等的同时，改变电流大小？ 方法1：将定值电阻与滑动变阻器串联。 方法2：串联两个相同的定值电阻，将定值电阻与其中一个定值电阻并联。 通过观察U型管液面的高度差 进行实验 20 10 1.探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 电阻大的一侧，U型管液面高度差更大 当电流一定时，导体的电阻越大， 产生的热量就越多。 现象 结论 进行实验 2.探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 10 10 10 当电阻一定时，导体的电流越大，产生的热量就越多。 现象 电流大的一侧，U型管液面高度差更大 结论 1.当电流一定时，导体的电阻越大，产生的热量就 2.当电阻一定时，通过导体的电流越大，产生的热量就 越多 综上描述，通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流及通电时间有关 3.通电时间越长，产生的热量越多。 分析与论证 越多 I —（A） R —（Ω）t —（ s ） Q —（J） 二、焦耳定律 电流通过导体时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。 1.内容 2.公式 Q = I2Rt  3.单位 南方新视野 金榜学案 课堂达标速练 1.下列用电器中,主要利用电流热效应工作的是(　) A.电空调 B.电风扇 C.电饭煲 D.洗衣机 2.关于电热的利用,下列说法中错误的是(　) A.电热对我们来说总是有利的 B.电视机、收音机上开小孔是为了散热 C.热水壶是利用电流的热效应来工作的 D.梅雨季节可用电热给电视机驱潮 C A 练习册P115第1、2、3、4题 南方新视野 金榜学案 3.有额定电压和额定功率均为“220 V　40 W”的电风扇、日光灯、电烙铁,若三者 都在额定电压下正常工作,则这些用电器在相等的时间内产生热量最多的是(　) A.电风扇 B.日光灯 C.电烙铁 D.一样多 4.电炉通电以后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么热,原因是(　) A.通过电炉丝的电流大 B.通过导线的电流大 C.导线的电阻小,发热功率小 D.电炉丝的电阻小,发热功率大 C C 南方新视野 金榜学案 8.如图甲、乙是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。 (1)实验中,用______________________反映密闭空气温度的变化。 (2)图甲可探究电流产生的热量与_____的关系,通电一段时间后,___(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多。 U形管中液面高度的变化 电阻 右 练习册P116第8题 南方新视野 金榜学案 (3)图乙可探究电流产生的热量与_____的关系,通电一段时间后,___(选填 “左”或 “右”)侧容器中电阻产生的热量多。 (4)该实验中用到的研究物理问题的方法是___________________(写出两种)。 (5)某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,设计 了如图丙所示的装置,装入烧瓶的煤油质量相等,利用图丙装置也可探究电流通过导 体时产生的热量与_____的关系,烧瓶中用煤油而不用水是因为___________________ _________。 (6)现在用甲装置替代丙装置,请对比甲、丙装置,评价一下甲装置的优点:_________ ___________________________________________________________。 电流 左 控制变量法、转换法 电阻 煤油的比热容小,升温 比较快 采用甲装 置加热空气,空气比煤油受热膨胀程度更大,现象更明显;空气更安全 南方新视野 金榜学案 9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=30 Ω。当只闭合开关S时, 电流表示数为0.2 A; 当闭合开关S、S1时, 电流表示数为0.5 A。 求: (1)电源电压; (2)R2的阻值; (3)当闭合开关S、S1时,1 min内电流通过R2产生的热量。 练习册P116第9题 南方新视野 金榜学案 南方新视野 金榜学案 2.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图甲、乙两组实验装置。 (1)实验中通过观察U形管中___________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;  (2)利用图___(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;  液面高度差 乙 练习册P117第2题 南方新视野 金榜学案 (3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎 不发热。其中图___(选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;  (4)图乙装置通电一段时间,___(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。 甲 左 1、电流热效应的应用 四、电流热效应的利用与控制 原理： 电流的热效应 2、电热的危害 1.导线的绝缘体 老化造成火灾 2.电流过大造成火灾 3.温度过高损坏用电器 3、电热的防止 安装散热风扇、安装散热片、安装散热窗 在纯电阻电路中 三、电能与电热的关系 （如：电暖器，电饭锅，白炽灯等） 当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W。 南方新视野 金榜学案 考点二　焦耳定律 3.将一根100 Ω电阻丝接在某电路中,通过它的电流为2 A,在1 min内产生________J的 热量;若将此电阻丝对折后再接入同一电路中,若要它产生同样多的热量,通电时间 应为____min。 4.如图甲所示是一款电暖鞋,图乙是电暖鞋发热的简化电路图,已知电源电压恒为 6 V,电热丝R为6 Ω,闭合开关S,10 s内电热丝产生的热量为___J。 2.4×104 0.25 60 练习册P117第3、4题 知识梳理 多挡位电路电功率 类型一 类型二 类型三 南方新视野 金榜学案 11.如图所示是一款养生壶和它的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两个挡位。额定 电压为220 V,电阻丝R1=R2=44 Ω,当开关S1、S2闭合时,养生壶在_____挡工作;若养生 壶在保温挡正常工作10 min,电阻丝产生的热量为________J。 加热 3.3×105 练习册P118第11、12、13题 南方新视野 金榜学案 12.(2023·广西中考)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作时有榨汁、加热、保温三 挡。当闭合开关___时,榨汁杯处于榨汁挡;只闭合开关S2时,榨汁杯处于_____挡。 S1 保温 南方新视野 金榜学案 13.如图所示的电路中,电源电压恒定,R为定值电阻,小灯泡L标有“6 V　3 W”(灯丝阻值不变)。闭合开关S后,小灯泡正常工作,电流表读数为0.8 A。求: (1)通过小灯泡的电流; (2)定值电阻R的阻值; (3)通电1 min,电阻R产生的热量。 $