15.4 焦耳定律 第1课时 焦耳定律实验探究及简单计算-【金牌导学案】2025-2026学年九年级全一册物理同步课件（沪粤版·新教材）

该初中物理课件聚焦“焦耳定律”，涵盖电流热效应、实验探究（电流、电阻、时间影响）及公式Q=I²Rt的应用。通过阅读教材结合电烤箱等生活实例导入，衔接电能与电功率，搭建知识支架。 其亮点在于实验探究运用转换法（U形管液面高度差反映热量）和控制变量法（图甲控电流时间探究电阻影响），培养科学探究与科学思维。例题联系电热水壶等实际，强化能量观念，助力学生提升实验分析与计算能力，为教师提供结构化探究式教学支持。

 第十五章　 金牌导学案 电能与电功率 1.通过实验，了解焦耳定律。 2．能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。 15．4　焦耳定律 金牌导学案 金牌导学案 15．4　焦耳定律 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 2 随堂检测 1 课堂导学 电流的热效应　 阅读上册教材P109～P110的内容，知道电流的热效应。 1．电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象，叫做电流的　　　　　效应，实质是电流做功时，将　　　　　能转化为 　　　　　能。 2．通电导体产生的热量与　 　　　　　　、　　　　 　　　　以及 　　　　　　　　有关。 3．对于纯电阻电路，产生的热量Q等于　　　　　　　　（电流所做的功）W，可表示为　　　　　（用物理公式表示）。 　内 热　 电　 导体的电阻 通过导体的电流 通电时间 消耗的电能 Q＝W 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 下列四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．油烟机 B．电风扇 C．电烤箱 D．电视机 C　 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 现有甲、乙两电热水壶，它们分别标有“220 V　1 500 W” “220 V　1 000 W”字样，甲壶中装有2 kg的水，乙壶中装有1 kg的水（水的初温相同），当它们正常工作时，　　　　　壶电流做功快；要想把水烧开，　　　　　壶电流做功多，　　　　　（均选填“甲”或“乙”）壶把水烧开需要的时间少。（不考虑热量散失） 甲　 　乙 甲　 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 1．用电器的规格中双引号所表示的值为额定值，即正常工作时的值。 2．利用公式P＝ 及其变形，可以比较消耗的电能和所用时间的关系。对于电热器，消耗的电能W等于产生的热量Q，从而比较其他物理量。 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关（实验突破）　 阅读上册教材P109～P111的内容，完成实验。 4．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量，跟　　　　　　　　　成正比，跟　　　　　　　　成正比，跟　　　　　　　　成正比。即Q＝　　　　　（适用于所有电路），公式中I的单位是　　　　　 　，R的单位是　　　　　，t的单位是　　　　，Q的单位是　　　　　。 电流的二次方 导体的电阻 通电的时间 I2Rt　 安培(A) 欧姆(Ω)　 　焦耳(J) 　秒(s)　 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 采用如图所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化比较瓶内电阻丝发热的多少。 （1）两个密闭瓶内的电阻丝发热的 多少是通过　　　　　　 　 　. 来反映的，这种研究物理的方法叫 做　　　　　　　。 U形管液面的高度差 转换法 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 （2）图甲是探究电流产生的热量跟 　　　　的关系，通电一段时间后 　　　　（选填“左瓶”或“右瓶”） 内的电阻丝产生的热量较多，得出 的结论是_____________________________________________________。 电阻　 　右瓶 在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 （3）如图乙，两密闭瓶中的电阻一样大，在其中一 个的外部并联一个阻值大小相同的电阻，则通过两瓶 中电阻丝的电流　　　　　（选填“相同”或“不同”）。 （4）让实验装置冷却到初始状态，把图乙右瓶并联的 两根电阻丝都放入瓶内，接通电源，比较两瓶内电阻丝发热多少，此时该装置是探究电流产生的热量跟　　　　　（选填“电流”或“电阻”）的关系，一段时间后电阻丝产生的热量　　　　　（选填“左瓶” “右瓶”或“两瓶一样”）多。 　左瓶 不同　 电阻　 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 如图1，小明用两个不同电路中的电阻丝R1、R2，分别同时给质量相同的甲、乙液体加热（两液体的比热容c甲<c乙），假设该过程中电阻丝产生的热量全部被液体吸收。这两种液体的温度随加热时间变化的图像如图2所示。 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 （1）同一时刻，　　　　　（选 填“甲”或“乙”）液体的分子运动更 剧烈。 （2）加热相同时间，甲液体吸收 的热量　　　　　（选填“大于” “小于”或“等于”）乙液体吸收的热量，判断依据是__________________________________________________ ____________________________________________________________ __________________________________________________________。 （3）两个电阻丝加热相同时间，测得通过R1、R2的电流分别为2 A、 1 A，可以判断R1　　　　　（选填“>” “＝”或“<”）R2。 甲 小于 由图2可知，相同时间内，甲液体升高的温度小于乙液体升高的温度， 甲液体和乙液体质量相等，且c甲<c乙，根据Q吸＝cmΔt可知，甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量 ＜ 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 焦耳定律的相关计算　 阅读上册教材P111的内容，会用焦耳定律进行简单的计算。 5．对于纯电阻电路，公式可以表示为Q＝W＝Pt＝UIt＝ t。 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 完成下列有关电热的计算。 （1）一个15 Ω的电阻，通过它的电流为2 A，则它工作1 min产生的热量是　　　　　J。 （2）一个20 Ω的定值电阻，接到2 V的电压下工作5 min，产生的热量是　　　　　J。 （3）一个定值电阻，接到3 V的电压上时，通过它的电流是0.2 A，则该电阻工作10 min产生的热量是　　　　　J。 （4）一个标有“220 V　600 W”字样的热水器正常工作5 min能产生 　　　　　　　J的热量。 360 3 600　 60　 1.8×105 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 如图所示，电源电压恒为9 V，灯泡L的规格为“6 V　3 W”。闭合开关S，灯泡L正常工作。求： （1）电阻R的阻值。 解：(1)由串联电路电流特点可知 I＝IR＝IL＝ ＝0.5 A， 电阻R两端的电压UR＝U－UL＝9 V－6 V＝3 V， 电阻R的阻值为R＝ ＝6 Ω。 答：电阻R的阻值为6 Ω。 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 （2）灯泡L工作5 min消耗的电能及电阻R产生的热量。 (2)由P＝ 可得，灯泡L工作5 min消耗的电能 W＝P额t＝3 W×5×60 s＝900 J， 电阻R产生的热量 Q＝I2Rt＝(0.5 A)2×6 Ω×5×60 s＝450 J。 答：灯泡L工作5 min消耗的电能为900 J，电阻R产生的热量为450 J。 课堂导学 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 1．如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220 V　60 W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，三个用电器产生的热量（　　） A．一样多 B．电烙铁最多 C．电视机最多 D．电风扇最多 2．用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10 min可烧开一壶水，若将两根相同的电热丝串联起来使用，电源电压不变，则烧开同样一壶水的时间是（　　） A．2.5 min B．5 min C．20 min D．30 min B　 C　 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 随堂检测 3．如图所示，电源电压恒为3 V，R1的阻值为10 Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.5 A，则通过R1的电流为　　　　　A，R2的阻值为 　　　　　Ω。通电5 min，电路产生的总热量为　　　　　J。 　720 0.3　 　6　 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 随堂检测 4．为了探究影响电热的因素，小明设计了如图所示的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R2＞R1。 （1）实验中煤油吸热的多少是通过　　　　　　　　　　（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来反映的，为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实 验，是因为煤油具有　　　　　 的特点。 （2）选择阻值不同的电热丝串联，其目的是控 制通电时间、　　　　　相等。 温度计升高的示数 比热容小 电流 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 随堂检测 （3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 （4）若要在此电路中继续探究电热与电流的关系，接下来的操作是　　　　　　　　　　　，比较相同时间内_____________________ _________________。 当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 甲(或乙)瓶中温度计升高的示数 移动滑片改变电流大小 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 随堂检测 5．如图所示，把一个标有“10 V　3 W”字样的小灯泡L和定值电阻R串联后接入电压为12 V的电源上，小灯泡L恰能正常工作。通过计算回答： （1）通过小灯泡L的电流是多少？ 解：(1)由P＝UI可得，小灯泡L正常发光时通过的电流 I＝ ＝0.3 A。 答：通过小灯泡L的电流是0.3 A。 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 随堂检测 （2）该电路工作10 s，定值电阻产生的热量是多少？ (2)由图可知，小灯泡L与定值电阻R串联，由 串联电路电压特点可知，定值电阻两端的电压 UR＝U－U额＝12 V－10 V＝2 V， 该电路工作10 s，定值电阻产生的热量 QR＝WR＝URIt＝2 V×0.3 A×10 s＝6 J。 答：该电路工作10 s，定值电阻产生的热量是6 J。 第1课时　焦耳定律实验探究及简单计算 随堂检测 感谢聆听 $