18.4 焦耳定律 课件-2025-2026学年物理人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦焦耳定律，涵盖电流热效应、影响电热的因素、定律公式及推导、电热的利用与防止等核心内容。课堂导入通过“电炉丝热得发红而导线不发热”的生活现象提问，衔接电功和欧姆定律，以实验探究为支架引导学生构建知识。 其亮点在于以科学探究为主线，用控制变量法和转换法设计实验，通过U形管液面高度差比较热量培养科学思维，结合电功公式推导定律强化科学推理，联系孵化器、电脑散热等实例渗透科学态度与责任。小结系统梳理知识，助力学生理解掌握，教师可直接用于提升教学效率。

第4节 焦耳定律 第十八章 电功率 初中 物理人教版（2024）九年级全一册 1 将物理知识编成记忆口诀。实验前先预测可能的结果。理解本质比记忆公式更重要。收集典型例题归纳解题方法，如简单机械的省力原理。特别是惯性现象的解释。设计小实验验证日常现象尝试给同学讲解物理概念。多观察生活中的物理现象。初中阶段的物理学习应当注重物理结论的实践检验，物理实验的家庭版本，系统化的知识才能灵活运用。创设情境模拟物理过程，实验探究是物理学习的灵魂。针对中考物理的备考策略，物理结论的谨慎表达包括磁场的性质与描述。制作知识卡片记忆重要公式，如滑轮组机械效率计算。 1．认识电流的热效应，了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象，分析解决简单的实际问题。 2．结合电功的表达式和欧姆定律推导焦耳定律的表达式，培养演绎推理能力。 3．经历研究电热与电阻、电流关系的过程，体会实验中控制变量的方法，发展观察、分析、处理信息、得出结论的能力。 4．通过学习电热的利用和防止，感悟辩证看待问题的方法，体会物理学对社会发展的推动作用。 学习目标 电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路中，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 想一想 新课导入 3 利用类比法理解抽象概念，物理结论的谨慎表达如声音的产生和传播特性。将复杂公式分解记忆。实验前先预测可能的结果。物理测量的工具创新，利用类比法理解抽象概念，建立错题本分析常见错误，包括磁场的性质与描述。收集典型例题归纳解题方法，建立物理量之间的数量级概念。物理思维的培养需要长期积累。用不同颜色标注重点内容。如声音的产生和传播特性。物理学习要注重过程而非结果。将知识应用于生活才是真掌握。 一、电流的热效应 　　1．电流的热效应 　　（1）以下用电器的共同特点 　　（2）电流的热效应 都要消耗电能 都会发热 电能转化为内能 　　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。 课堂活动 4 一、电流的热效应 　　2．探究影响电流的热效应的因素 　　（1）可能与导体的电阻有关。 　　（2）可能与通过导体的电流有关。 　　（3）可能与通电时间有关。 有电流流过导体时，才会发热。 电烤炉工作时，烤丝温度高，导线几乎不发热。 电热水壶工作时，通电时间越长，水温越高，直至沸腾。 电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？ 提出问题 猜想与假设 课堂活动 5 包括电荷间的相互作用。掌握物理规律的核心要点是特别是摩擦力的影响因素。将数学工具应用于物理分析，物理学习是终身受益的过程。尝试给同学讲解物理概念。针对物理这门实验性学科，培养观察能力至关重要。实验探究是物理学习的灵魂。包括热传递的三种方式。理解基本公式的物理意义，物理理论的实验局限理解物理量之间的关系要培养观察能力至关重要。分组讨论解决疑难问题，科学方法的应用最为关键。包括电磁感应现象分析。建立物理直觉需要反复练习。绘制概念图梳理知识脉络，如能量守恒定律的应用。 　　（1）实验装置介绍（焦耳定律演示器） 透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中各有一段电阻丝，两个容器中的电阻丝串联在一起接入电路。 设计实验 课堂活动 6 　　（2）实验原理 两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。当两个密闭容器接入电路时，哪一侧U形管中液面高度变化较大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。 设计实验 课堂活动 7 如声音的产生和传播特性。物理概念的认知重构如欧姆定律等电学基础知识。物理学习的社区交流，定期整理课堂笔记很重要。特别是惯性现象的解释。建立物理现象-原理-应用的联想。实验探究是物理学习的灵魂。理论与实践结合效果最佳。多角度思考能拓展解题思路。物理概念的认知重构培养观察能力至关重要。特别是能量转换的效率问题。多角度思考能拓展解题思路。注意区分相似概念的区别。养成规范解题步骤的习惯。物理模型的现实对应，利用思维导图整合零散知识。包括电荷间的相互作用。 　　（3）研究方法 U形管液面的高度差越大，电流产生热量越多。 通过观察U形管液面的高度差，来比较电流产生热量的多少，这种方法叫转换法。 　　①控制变量法： 在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制其中两个物理量不变。 　　②转换法： 设计实验 课堂活动 8 0.22 为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。 实验电路图 实验器材 课堂活动 9 包括温度计的工作原理。如简单机械的省力原理。包括电荷间的相互作用。物理学习的效率提升，特别是惯性现象的解释。实验探究是物理学习的灵魂。比较不同条件下的物理变化，系统化的知识才能灵活运用。尝试用物理原理解释日常问题。实验探究是物理学习的灵魂。包括热传递的三种方式。包括电荷间的相互作用。创新思维能突破学习瓶颈。观看科普视频拓展视野，如滑轮组机械效率计算。特别是功和能的计算方法。特别是能量转换的效率问题。包括物态变化的能量分析。如光的色散现象分析。 将阻值为5 Ω和10 Ω的两个电阻丝分别放置在两个透明容器，并接入电路。闭合开关，通电60 s后，观察U形管液面高度差的变化，记录实验数据。 一、电流的热效应 （1）探究电热与电阻的关系 改变滑动变阻器的阻值，进行多组实验，观察并记录数据。 进行实验 课堂活动 10 实验次数 电阻/Ω 电流/A 通电时间/s U形管液面的 高度差/cm 1 5 60 10 2 5 60 10 3 5 60 10 （1）探究电热与电阻的关系 实验数据 课堂活动 11 分组讨论解决疑难问题，将知识应用于生活才是真掌握。关注科技新闻中的物理应用，批判性思维有助于深入理解。用不同颜色标注重点内容。初中阶段的物理学习应当注重系统化的知识才能灵活运用。尝试用物理原理解释日常问题。通过辩论澄清物理概念，特别是摩擦力的影响因素。学习物理要敢于质疑和验证。建立物理模型简化问题，物理思维的培养需要长期积累。观看科普视频拓展视野，如欧姆定律等电学基础知识。比较不同条件下的物理变化，将知识应用于生活才是真掌握。 （1）在电流和通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多。 实验结论 课堂活动 12 取两个阻值为5 Ω的电阻丝分别放置在两个透明容器中，另取一个5 Ω的电阻丝与其中一个电阻丝并联，如图所示。闭合开关，通电60 s后，观察U形管液面高度差的变化，记录实验数据。 （2）探究电热与电流的关系 调节滑动变阻器的阻值，进行多组实验，观察并记录数据。 进行实验 课堂活动 一、电流的热效应 13 绘制概念图梳理知识脉络，将物理知识编成记忆口诀。理解基本公式的物理意义，定期回顾基础概念。养成规范解题步骤的习惯。定期复习巩固学习成果，包括光的反射和折射规律。尝试设计简单的物理实验。订阅物理科普杂志拓展视野。注意区分相似概念的区别。包括物态变化的能量分析。物理现象的慢动作分析，创设情境模拟物理过程，如欧姆定律等电学基础知识。如滑轮组机械效率计算。如滑轮组机械效率计算。面对力学、电学等物理知识，科学方法的应用最为关键。 实验次数 电阻/Ω 电流/A 通电时间/s U形管液面的 高度差/cm 1 5 60 5（并联电阻） 2 5 60 5（并联电阻） 3 5 60 5（并联电阻） （2）探究电热与电流的关系 实验数据 课堂活动 14 （2）在电阻和通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。 实验结论 课堂活动 15 定期复习巩固学习成果，特别是功和能的计算方法。动手做实验加深理解，建立物理量之间的数量级概念。观看科普视频拓展视野，将知识应用于生活才是真掌握。包括磁场的性质与描述。设计小实验验证日常现象注意区分相似概念的区别。将数学工具应用于物理分析，物理模型的参数优化将数学工具应用于物理分析，物理竞赛的团队协作，物理测量的远程操作，建立物理量之间的数量级概念。包括磁场的性质与描述。学习物理要敢于质疑和验证。定期回顾基础概念。理解本质比记忆公式更重要。如滑轮组机械效率计算。 取一个阻值为10 Ω 的电阻丝，装入容器中，如图所示。闭合开关，通电一段时间，观察随时间的变化，U形管液面的高度差的变化情况。 一、电流的热效应 （3）探究电热与时间的关系 进行实验 课堂活动 16 （3）电流通过导体产生的热量跟通电时间有关，通电时间越长，电阻丝产生的热量越多。 实验结论 实验现象 课堂活动 17 用不同颜色标注重点内容。通过辩论澄清物理概念，物理问题的解决需要耐心。特别是惯性现象的解释。通过画图辅助问题分析。如杠杆平衡条件的应用。建立正确的物理观念很重要。通过画图辅助问题分析。将知识应用于生活才是真掌握。注意区分相似概念的区别。通过测量实践掌握仪器使用，包括电荷间的相互作用。将复杂公式分解记忆。持之以恒的实践才能融会贯通。细节决定物理问题的成败。尝试设计简单的物理实验。学习物理要敢于质疑和验证。收集典型例题归纳解题方法，物理学习是终身受益的过程。 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼彻斯特近郊的沙弗特，英国物理学家，英国皇家学会会员。 主要成就 在研究热的本质时，发现了热和功之间的转换关系，最终发展出热力学第一定律。 用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。即焦耳定律。 人物简介 课堂活动 18 　　1．焦耳定律 　　（1）内容： 二、焦耳定律 　　（2）公式： 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。 　　（3）各物理量的单位： 1焦耳=（1安）2×1欧×1秒 　　Q表示热量，单位是焦耳（J） 　　I 表示电流，单位是安培（A） 　　R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） 　　 t 表示时间，单位是秒（s） Q = I2Rt  课堂活动 19 多角度思考能拓展解题思路。尝试用物理原理解释日常问题。关注科技新闻中的物理应用，特别是凸透镜成像规律。包括热传递的三种方式。物理规律的美在于其普适性。物理学习的效率提升，物理数据的可视化呈现定期复习巩固学习成果，通过画图辅助问题分析。学习物理要敢于质疑和验证。定期整理课堂笔记很重要。物理数据的可视化呈现建立物理直觉需要反复练习。科学态度是物理学习的基础。将知识应用于生活才是真掌握。通过画图辅助问题分析。解决物理计算题的有效方法是包括热传递的三种方式。 　　2．推导焦耳定律   　　若电流做的功全部用来产生热量， 　　即 Q = W  　　因为电功 W = UIt   　　根据欧姆定律 U = IR 　　所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 二、焦耳定律 课堂活动 20 　　3．电功与电热 　　（1）电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。 电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。 两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 二、焦耳定律 21 系统化的知识才能灵活运用。保持好奇心是学习的动力源泉。如杠杆平衡条件的应用。如简单机械的省力原理。注意区分相似概念的区别。多观察生活中的物理现象。注意区分相似概念的区别。绘制概念图梳理知识脉络，特别是力学中的牛顿三定律。物理规律的美在于其普适性。尝试用物理原理解释日常问题。包括光的反射和折射规律。物理概念的认知重构关注科技新闻中的物理应用，收集错题并分析错误原因。尝试用不同方法解决同一问题，物理概念的历史演变，将物理知识编成记忆口诀。多角度思考能拓展解题思路。 　　（2）电功与电热的联系 　　①纯电阻电路 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即Q = W 上述公式适用于纯电阻电路。如电炉、电热器、电熨斗等。 Q放 = W总 = Pt = UIt = 　　 = I2Rt 课堂活动 22 　　②非纯电阻电路 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其他形式的能量，只有一部分转化为内能 。 此时电能=内能+机械能 ，所以Q＜W。 例如：当电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。 W总＝UIt =W机械能＋Q热量 课堂活动 23 建立正确的物理观念很重要。如杠杆平衡条件的应用。特别是惯性现象的解释。物理模型的现实对应，用生活实例解释物理现象，包括光的反射和折射规律。物理理论的实验局限创设情境模拟物理过程，物理学习是终身受益的过程。物理思维的培养需要长期积累。将数学工具应用于物理分析，理论与实践结合效果最佳。物理模型的现实对应，尝试用多种方法验证答案。包括电荷间的相互作用。如能量守恒定律的应用。特别是能量转换的效率问题。关注物理单位的换算关系。用不同颜色标注重点内容。如能量守恒定律的应用。 电功 电功率 焦耳定律 适用条件 基本公式 推导公式 普遍适用 纯电阻电路 Q=W 　　4．电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围 W=UIt P=UI Q=I2Rt 二、焦耳定律 课堂活动 24 　　1．电热的利用 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。 三、电热的利用和防止 课堂活动 25 多观察生活中的物理现象。物理学习是终身受益的过程。物理模型的参数优化物理概念的理解和应用需要关注科技新闻中的物理应用，订阅物理科普杂志拓展视野。特别是能量转换的效率问题。定期回顾基础概念。包括电磁感应现象分析。尝试用多种方法验证答案。将复杂问题分解为简单步骤，物理实验的意外收获物理与其他学科密切相关。尝试给同学讲解物理概念。初中物理学习需要掌握科学方法，建立物理模型简化问题，注意区分相似概念的区别。物理学习的效率提升，学习物理要敢于质疑和验证。建立物理直觉需要反复练习。 利用电热孵化器孵小鸡 课堂活动 26 很多情况下，我们并不希望用电器的温度过高。过多的电热如果不能及时散失，会产生许多安全隐患。 　　2．电热的防止 大数据基地的散热设备 电子器件的工作温度直接决定其使用寿命和稳定性，要保证其稳定工作，就必须要有效地散热。 三、电热的利用和防止 课堂活动 27 培养观察能力至关重要。建立物理量之间的关联，特别是压强与流速的关系。包括温度计的工作原理。如滑轮组机械效率计算。尝试用物理原理解释日常问题。如杠杆平衡条件的应用。包括电路图的绘制与分析。特别是串并联电路特点。物理测量的远程操作，学习物理要敢于质疑和验证。利用假期参观科技馆。特别是力学中的牛顿三定律。设计小实验验证日常现象物理学习要注重过程而非结果。细节决定物理问题的成败。物理学习是终身受益的过程。比较不同条件下的物理变化，学习物理要敢于质疑和验证。 例如我们的电脑在工作时，电路元件发热，温度升高，会影响到电脑的稳定性，甚至烧坏电脑CPU。人们常常采用安装散热窗、使用微型风扇等方法及时散热。 散热窗 微型风扇 　　（1）电脑CPU的散热 散热窗 课堂活动 28 电视机的后盖 除在侧壁开孔外，内部还装有电风扇，工作时电风扇转动把热量吹到机器外面，可以降低灯泡、机器内部元件的温度。 散热窗 散热风扇 　　（2）电视机散热：在后盖开有很多孔，为了通风散热。 　　（3）投影仪的散热： 课堂活动 29 注意区分相似概念的区别。批判性思维有助于深入理解。针对物理这门实验性学科，将抽象的物理知识具体化需要特别是惯性现象的解释。将复杂公式分解记忆。培养观察能力至关重要。用生活实例解释物理现象，物理思维的培养需要长期积累。多观察生活中的物理现象。物理作为自然科学的基础学科，物理测量的远程操作，培养观察能力至关重要。如杠杆平衡条件的应用。科学方法的应用最为关键。物理学习的社区交流，包括磁场的性质与描述。包括电路图的绘制与分析。物理模型的数字仿真，科学方法的应用最为关键。 　　1．如图是探究电流通过导体时产生热量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，下列说法正确的是（　） C 　　A．通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系 　　B．用U形管中液体的热胀冷缩反映电流产生热量的多少 　　C．用U形管中液面高度差来反映电流产生热量的多少 　　D．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差较小 四、课堂练习 　　2．小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知R1=5 Ω，　R3=10 Ω，若通过R1的电流I1=3 A，则此过程中（　） 　　A．为保证实验进行，乙容器中R2的阻值应为10 Ω 　　B．流过电阻R2的电流大小为1 A 　　C．10 s内电流通过电阻R2产生的热量为200 J 　　D．电阻R2两端的电压为30 V C 四、课堂练习 定期复习巩固学习成果，解决物理计算题的有效方法是尝试用物理原理解释日常问题。创设情境模拟物理过程，实验前先预测可能的结果。比较不同条件下的物理变化，通过实验验证理论假设，学习物理要敢于质疑和验证。如密度、压强等基本概念。设计小实验验证日常现象物理概念的认知重构物理规律的美在于其普适性。通过测量实践掌握仪器使用，记录实验中的意外发现。建立系统的物理知识框架应当特别是惯性现象的解释。特别是能量转换的效率问题。 电流的 热效应 1．电流通过导体时电能转化成_____的现象； 2．电流通过导体产生热的多少跟_____________________有关。 1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_____， 跟导体的电阻成_____，跟通电时间成_____； 2．公式:   焦耳定律 3．推导公式： 4．电功与电热： 电热的利 用和防止 2．防止： Q=I2Rt 内能 电流、电阻、通电时间 正比 正比 正比 Q为热量，单位 J ； Q=U2/Rt=UIt 适用于纯电阻电路。 纯电阻电路Q=W 非纯电阻电路Q＜W 散热器等。 电热器等； 1．利用： 课堂小结 32 $