18.4 焦耳定律 课件--2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕焦耳定律展开，涵盖电流热效应、影响电热的因素、公式Q=I²Rt及电热的利用与防止。通过电炉丝与导线发热差异的生活现象导入，结合控制变量法和转换法的实验探究，衔接电功与电热的能量转化，构建知识支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过U形管液面高度变化反映热量（转换法），结合欧姆定律推导公式培养科学推理能力。联系电热水壶、电脑散热等实例及中考题，强化能量观念，帮助学生提升解决实际问题的能力，教师可借助同步练习和实验设计优化教学效果。

授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 人教版（2024）物理九年级全册教学课件 第十八章 电功率 18.4焦耳定律 18.4 焦耳定律 同步练习题（人教版九年级全册） 适用年级：九年级 考查知识点：电流的热效应、焦耳定律内容与公式、影响电热的因素、纯电阻与非纯电阻电路、电热利用与防止、电热简单计算 满分：100分 一、选择题（每题4分，共32分） 1. 电流通过导体时，导体发热的现象叫做（） A. 电流的磁效应 B. 电流的热效应 C. 电流的化学效应 D. 电磁感应现象 2. 下列用电器工作时，主要利用电流热效应工作的是（） A. 电风扇 B. 电动机 C. 电热水壶 D. 电脑 3. 最先精确确定电流产生热量与电流、电阻、时间定量关系的科学家是（） A. 欧姆 B. 焦耳 C. 安培 D. 伏特 4. 关于焦耳定律公式Q=I²Rt，下列说法正确的是（） A. 电热与电流成正比 B. 电热与电阻成反比 C. 电热与通电时间成正比 D. 电热大小与电流无关 5. 阻值不同的两个电阻串联，通电时间相同，产生热量更多的是（） A. 电阻大的 B. 电阻小的 C. 热量相同 D. 无法判断 6. 阻值不同的两个电阻并联，电压相同、通电时间相同，产生热量更多的是（） A. 电阻大的 B. 电阻小的 C. 热量相同 D. 无法判断 7. 下列实例中，属于防止电热带来危害的是（） A. 用电饭锅煮饭 B. 电烙铁焊接电路 C. 电脑散热风扇 D. 电暖器取暖 8. 关于纯电阻电路的电热与电功关系，说法正确的是（） A. Q＞W B. Q＜W C. Q=W D. 无固定关系 二、填空题（每空3分，共30分） 9. 电流通过导体将电能转化为内能的现象，叫做电流的________效应。 10. 焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟________的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟通电时间成正比。 11. 焦耳定律通用公式为________，该公式适用于________电路。 12. 纯电阻电路中，电能全部转化为内能，因此电功________电热；非纯电阻电路中，电功________电热。 13. 串联电路中，电流相等，________越大的电阻，相同时间产生的热量越多。 14. 导线电阻很小，通电时产生热量少，可避免因________过多引发火灾。 15. 某电阻阻值为10Ω，通过电流0.2A，通电10s产生的热量为________J。 三、实验探究题（每空4分，共20分） 16. 探究电流产生热量的影响因素实验： （1）本实验采用________法和转换法，通过温度计示数变化反映电热多少。 （2）探究电热与电阻关系时，将不同电阻________联，保证电流和时间相同。 （3）探究电热与电流关系时，保持电阻和时间不变，改变________大小。 （4）相同电阻、相同时间，电流越大，导体产生的热量越________。 （5）生活中电炉丝热得发红，导线几乎不发热，是因为电炉丝________远大于导线电阻。 四、计算题（18分） 17. 一段阻值为20Ω的定值电阻，接入电路中，通过的电流为0.3A，通电20s。求：（1）通电过程中电阻产生的热量；（2）该纯电阻电路中消耗的电能。 参考答案与解析 一、选择题 1.B 解析：电流热效应的定义为电流通过导体时导体发热、电能转化为内能的现象。 2.C 解析：电热水壶将电能主要转化为内能，利用电流热效应工作；风扇、电动机主要转化为机械能。 3.B 解析：物理学家焦耳通过大量实验总结出焦耳定律，精准得出电热的定量规律。 4.C 解析：由Q=I²Rt可知，电热与电流平方、电阻、通电时间均成正比。 5.A 解析：串联电流相等，根据Q=I²Rt，电阻越大，相同时间产生热量越多。 6.B 解析：并联电压相等，由变形公式Q=U²t/R可知，电阻越小，产生热量越多。 7.C 解析：电脑散热风扇及时散去电器工作产生的热量，防止电热堆积损坏设备。 8.C 解析：纯电阻电路电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=Q。 二、填空题 9. 热 10. 电流；电阻 11. Q=I²Rt；所有 12. 等于；大于 13. 电阻 14. 发热 15. 4 三、实验探究题 16.（1）控制变量 （2）串 （3）电流 （4）多 （5）电阻 四、计算题 17. 解：（1）根据焦耳定律Q=I²Rt可得： Q=(0.3A)²×20Ω×20s=0.09×20×20J=36J （2）该电阻为纯电阻用电器，电能全部转化为内能，消耗的电能等于产生的热量，即W=Q=36J。 答：电阻产生的热量为36J；电路消耗的电能为36J。 （全文共计1222字） 2026年8月9日 学习目标 1.知道电流的热效应；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.通过 “探究电流产生的热量与哪些因素有关” 的实验，体会实验中控制变量的方法 学习目标 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。 电炉丝热得发红，说明电流在电炉丝上产生的热量更多，那电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关? 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫作电流的热效应。 利用电流的热效应来加热的设备：________。 电热器 电热水器 电热水壶 电炉 电烤箱 电饭锅 电热取暖器 这些用电器工作时有什么共同特点？ 知识点 1 电流的热效应 点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？ 导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？ 电流的热效应与哪些因素有关？ 猜想： 与电流、电阻、时间有关。 观察与猜想 讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？ （控制变量法） 讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？ （转换法） 实验 装置 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。 实验中，通过观察_________________来比较电流产生的热量的多少。 管中液面上升的高度 这种研究方法叫 实验方法 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。 结论： 控制不变的量是：__________、____________。 电流 通电时间 实验1：研究电热与电阻关系 点击图片播放实验视频 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 现象：电流较大的这边的液柱上升较高。 结论： 控制不变的量是：____________、______________。 电阻 通电时间 实验2：研究电热与电流关系 点击图片播放实验视频 知识点1 电流的热效应 1.下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是( ) C A.收音机 B.电视机 C.电饭锅 D.电冰箱 返回 考试考法 9 2.实验小组想探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”，实验装 置如图甲、乙所示，然后将装置两侧的线头与电源连接起来。甲、乙两 装置中的两个透明容器中密封着等量空气。 （1）实验中通过观察两个 形管中 ______________的变化来比较电流 通过电阻丝产生热量的多少，这种 研究物理现象的方法叫________。 两侧液面高度 转换法 考试考法 10 （2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝串联在电路中，通电较长时间后， 实验现象如图所示，据此可以得出结论：在电流和通电时间相同时，导 体__________，产生的热量越多。 电阻越大 （3）图乙中通电一段时间后，左、右两侧 形管液面高度如图所示，由 此可以得出结论：______________________________________________ ___________________。 在导体电阻与通电时间相同时，通过导体的电流越 大，产生的热量越多 返回 考试考法 11 Q = I ² R t 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S 公式： 物理量： 单位： 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。 知识点 2 焦耳定律 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 物理学史 当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即：Q = W = UIt = I2Rt (如：电暖器、电饭锅、电炉子等) 此时：Q=W=Pt=UIt = U2 R t 适用于纯电阻电路（只发热） = I2Rt 【问题回顾】电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？ 原因：导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。 电能和电热关系 例题 一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？ 解： 通过电阻丝的电流为： 电流产生的热量为： Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×5×60s=6480J 还有其他方法吗？ U2 Q=W= R t 　　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? 　　答：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。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。 想想议议 （相当于纯电阻电路） 当电动机工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能（有用功），同时，电动机线圈也会发热（额外功）： 电能（W） 内能（Q）+机械能（E） W = UIt Q =I2Rt E=W–Q 当电动机通电但转子被卡住时，消耗的电能只会让电动机线圈发热， 此时，W =UIt=Q=I2Rt 有关电动机的电热讨论 例题 家用电风扇正常工作时电流为0.3A，电阻等效为200Ω，求在5min内共产生多少热量？消耗的电能，转化的机械能是多少？效率呢？ 解： 消耗的电能（总的）为： 电流产生的热量为： Q=I2Rt=(0.3A)2×200Ω×300s=5.4×103J W=UIt=220V×0.3A×300s=1.98×104J 机械能(有用）：E=W–Q=1.98×104J–5.4×103J=1.44×104J 效率：η= E W 1.44×104J 1.98×104J ×100% ×100% =72.7% = 知识点2 焦耳定律 3.一台“”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为 ，则小风 扇正常工作 产生的热量为( ) B A. B. C. D. 返回 考试考法 19 4.用粗细均匀的电热丝烧水，通电 可烧开一壶水，若将两根与上 述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( ) C A. B. C. D. 返回 考试考法 20 5.甲、乙两电热丝的电阻之比为，通过的电流之比为 ，则相同时 间内产生的热量之比为( ) A A. B. C. D. 返回 考试考法 21 6. 小邦家的电热取暖器的电源线坏了，他在网上新买 了一根，使用时闻到橡胶的焦煳味，他立即拔下电源插头，发现这根电 源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可 能是( ) C A.新买的电源线太短 B.新买的电源线太粗 C.新买的电源线太细 D.电路的电压不稳定 返回 考试考法 22 电饭锅 电烙铁 热得快 电热毯 电熨斗 1．电热的利用 　　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。 电热孵化器 知识点 3 电热的利用和防止 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，是为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等。 2．防止电热的危害 散热窗 散热风扇 将用电器烧坏 使绝缘材料老化 1.（安徽中考）如图所示的电路中，电源 电压保持6V不变，电阻R1=10Ω，R2=20Ω， 闭合开关S，则R1消耗的电功率为______W； 若通电30s，电阻R2产生的热量为______J。 0.4 24 解：由电路图可知，电路中的电流： R1的电功率P1=I2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W 电阻R2产生的热量Q2=I2R2t═（0.2A）2×20Ω×30s=24J 连接中考 2.（2025•巴中）如图为烤火炉的简化电路图，电源 电压为220V，两个发热电阻阻值均为88Ω，该烤火 炉有低温和高温两个挡位，则烤火炉处于高温挡时 的功率为 W，处于低温挡工作1min产生的 电热为 J。 1100 解析 只闭合S1时，电路为R1的简单电路； S1、S2均闭合时，R1与R2并联，并联时电流较大，故总功率较大。 每个电阻的电压都是220V，电功率P1==550W，并联时的总功率P=2P1=2×550W=1100W； 低温挡时只有一个电阻工作，故产生的电热Q=W=P1t=550W×60s=3.3×104J。 连接中考 3.3×104 连接中考 3.（2025·宁夏）如图是某款汽车后挡风玻璃的除雾除霜装置示意图。图中较宽的线条是导电条（电阻不计），较窄的线条是电阻丝。导电条A、B两端与汽车供电电路相连，供电电压为12V，电 阻丝的总电阻是1Ω。正常工作时，通过导电条A 处的电流为 A，电阻丝工作5min产生的热 量为 J。图中P处电阻丝断裂，其他 电阻丝还能工作，则这些电阻丝是 （选填 “串联”或“并联”）的。 12 I==12A 电阻丝将电能全部转化为内能，Q=W=UIt=12V×12A×5× 60s=4.32×104J 4.32×104 并联 7.如图所示，电源电压不变，定值电阻阻值为 ， 定值电阻阻值为 。当开关 闭合后，电流表示 数为 ，求： （1）电阻 两端的电压。 解：由电路图知，两电阻串联,电流表测电路中的电流，由串联电路电 流规律知，，由欧姆定律可得，电阻 两端的电压 。 考试考法 28 （2）通电，电流通过电阻 产生的热量。 解：通电，电流通过电阻 产生的热量 。 返回 考试考法 29 知识点3 电热的利用和防止 8.下列情况，属于防止电热产生危害的是( ) A A.电脑主机箱里装有小风扇 B.家电长时间停用，给家电通电除潮 C.用电熨斗熨衣服 D.冬天用电取暖器取暖 返回 考试考法 30 9.将规格均为“ ”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙 铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法中正确的是( ) B ①电烙铁产生的热量最多 ②三个用电器产生的热量一样多 ③电烙铁消耗的电能最多 ④三个用电器消耗的电能一样多 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 返回 考试考法 31 10.电流通过输电线时，由于电流的热效应，输电线上不可避免会有电 能损失。电厂向外输出的功率一定，采用高压输电的方法可减小输电线 上的电能损失，这主要是为了减小输电线上的( ) B A.电压 B.电流 C.电阻 D.时间 返回 考试考法 32 11.如图所示的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 ( ) D A.通电一段时间后，左侧 形管中液面的高度差比右侧的小 B.将和都换成 的电阻丝，就可以探究电流产生 的热量与电阻的关系 C.该实验装置利用 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝 产生热量的多少 D.若通过的电流为，通电， 产生的热量为 返回 考试考法 33 12.如图所示，将锡纸条的中间剪掉一些，导致锡纸条宽窄不同处电阻 不同。其中、 长度相等，直接将锡纸条接在电池两极，很快锡纸 条冒烟，你认为____段最先冒烟，原因是电流和通电时间相同，______ 越大产生的热量越多。 电阻 返回 考试考法 34 13.如图甲所示的是便携式封口机，工作时 利用电流的____效应使发热电阻温度快速升 高,从而熔化塑料实现封口。如图乙所示的 是其原理电路图，若电源电压是 ，发 热 135 小 热电阻的阻值为 ，闭合开关，则内封口机会产生_____ 的 热量；若封口时因温度不够导致塑料袋粘连效果不好，应将发热电阻换 成阻值更____（填“大”或“小”）的电阻。 返回 考试考法 35 14.图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒，低温挡电功率为 ，简 化电路如图乙所示，、均是发热电阻，且的阻值是 的4倍。 （1）低温挡工作时的电流是多少？ 解：低温挡工作时的电流 。 考试考法 36 （2）低温挡加热 ，共产生多少热量？ 解：低温挡加热 产生的热量 。 考试考法 37 （3） 的阻值是多少？ 解：由图乙可知，当开关接2时，电路为 的简单电路，电路的总电阻 较小；当开关接1时，电阻与 串联，电路的总电阻较大，在电源 电压一定时，由 可知，此时电路的功率较小，饭盒处于低温挡， 电路的总电阻 ，解 得 。 返回 考试考法 38 15. 学习电学知识后，小芳把裸铜线 分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈，使笔尖刚好接触， 如图所示，接上 的电源，接触点出现了明亮的电 火花，是因为铅笔尖接触处的__________；若想让电 电阻较大 增大电源电压 火花更亮些，你的方法是______________，原理是 ______________________________________________________________ _____________________________________________ 。 根据，在通电时间和电阻 一定时，增大 电源电压 ，电流产生的热量会增多，电火花更亮 返回 考试考法 39 1.电流的热效应：电流通过各种用电器时，温度都会升高。 2. 焦耳定律： 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。 公式：Q=I2Rt 3.电热的利用和防止。 课堂小结 谢谢观看 THANKS $