13.3 焦耳定律（第2课时）课件-2026-2027学年沪科版（五四学制）物理九年级上册

该初中物理课件聚焦九年级沪科技版“焦耳定律”第二课时，核心围绕电流热效应的应用、焦耳定律计算及纯电阻与非纯电阻电路区别。课堂从烤面包机、电热水壶等生活实例导入，通过“取暖器电热丝电阻大小”问题，结合学生基于焦耳定律与欧姆定律的不同观点，构建知识关联的学习支架。 其亮点在于以问题驱动培养科学思维，如熔丝电阻熔点分析引导科学推理，电动机热量计算对比电功公式强化科学论证。结合家庭安全隐患排查作业渗透科学态度与责任，采用实例分析与能量转化对比的教学方法，小结系统梳理能量观念，助力学生深化理解，教师可高效开展教学。

焦耳定律（第二课时） 年 级：九年级 学 科：物理（沪科技版） 第13章 电功率 第3节 焦耳定律 1 生活中有哪些利用电流热效应的实例？ 烤面包机 电热水器 电热水壶 电吹风 电熨斗 电饭锅 电热取暖器 小鑫 常用的电加热器 小海 电烤箱 小安 【小鑫】老师我家里的电热水壶、烤面包机、烤箱是利用电流热效应工作的！ 【小海】我找到的有电饭锅、电吹风！ 【小安】还有电热取暖器、电热水器、电熨斗，也是利用了电流的热效应！ 【师】感谢同学们的分享，原来生活中那么多电器都利用了电流的热效应。 为使取暖器的取暖效果更好，应该换用电阻更大还是更小一些的电热丝？ 根据焦耳定律可知： 电阻大的电热丝取暖效果好 必须同时考虑电流的影响 小安 小鑫 根据欧姆定律可知： 【师】那如果想让家中取暖器的取暖效果更好，取暖器应该换用电阻更大还是更小一些的电热丝？（30秒倒计时） 小鑫你来说说看。 【小鑫】取暖器是利用电流的热效应工作的，所以我认为可以用焦耳定律分析这个问题。根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知，电阻 R 越大，产生的热量Q 越多，应该选择电阻更大的电热丝。 【小安】我有不同意见，取暖器正常工作时，其两端电压为额定电压220V，根据欧姆定律可知，电压一定，电热丝电阻大，电流就小，那么根据焦耳定律表达式 Q=I2Rt分析得到的Q并不能确定，所以我们应该同时考虑电流的影响。 【师】确实，此时焦耳定律的公式中出现了两个变量，似乎不太好分析，那你们有什么好的解决方法吗？ 应该选择电阻更小的电热丝 小金 想让取暖器的取暖效果更好，应该换用电阻更大还是更小一些的电热丝？ 【小金】或许我们可以结合欧姆定律I=U/R，尝试对焦耳定律的公式进行推导！ 可知在一段时间t内，工作电压U不变的情况下，则电热丝的电阻R越小，产生的热量才越多，因此，应该选择电阻更小的电热丝。 【师】同学们勇于提出自己的见解，相互补充完善，最终找到了问题的答案，值得表扬！ 电烙铁焊接 发热电缆供热 生活中有哪些利用电流热效应的实例？ 熔丝保证用电安全 （俗称“保险丝”） 【师】其实除了这些常见家用电器以外，电流热效应还在许多场景中发挥着重要的作用，如图中所示的电烙铁是焊接电路的常见工具，用发热的烙铁头熔化焊锡可以连接电路元件。而这些有序排列的红线其实是发热电缆，是电地暖的主要部件之一。 此外，串联在电路中的熔丝，俗称保险丝，也利用了电流的热效应，当通过熔丝的电流超过一定限度时，其温度降达到熔点而熔断，电路随之切断，以此保证用电安全。我们刚才分析的取暖器中就装有一个保险装置，其内部有一段熔丝。 取暖器保险装置中熔丝的电阻应该大一点还是小一点？ 熔点应该高一些还是低一些？ 类比取暖器的电热丝，电阻应该小一点。 小金 熔点应该低一些，熔丝升高较少的温度就能熔断。 使熔丝熔断的电流是个定值，不能类比电热丝。 小海 小安 根据焦耳定律可知： 熔丝的电阻应该大一点。 【师】为确保熔丝在电流过大时能够快速熔断，熔丝的电阻该大一点还是小一点呢？熔点应该高一些还是低一些？（30秒） 谁来说说你的想法？ 【小金】电阻应该小一点，因为刚才选择取暖器电热丝的时候分析过，电热丝电阻小，取暖效果更好。熔丝恰好也需要发热才能工作，我们可以类比。熔点的话应该低一些，这样熔丝升高较少的温度就能熔断。 【小海】我也认为熔丝的熔点应当低一些，但对于电阻的大小，我有不同看法！为保护用电安全，电路中允许通过的电流是有限制的，一旦大于某一数值时，熔丝因发热而熔断，也就是熔丝熔断的电流是个定值，这与电热丝的情况并不相同，所以不能类比。 【小安】小海说得对，我来重新分析一下这个问题吧！根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知 ，在一段时间t内，熔丝熔断的电流I一定，电阻R越大，产生的热量才越多，所以熔丝的电阻应大一些才对。 【师】 同学们充分利用所学知识来佐证自己的观点，真是太精彩了！但这里还请同学们注意，熔丝的电阻不能过大，否则会消耗过多的电能或分压过多导致用电器无法正常工作。熔丝的熔点也不能过低，否则同样会影响用电器的使用。总之实际生活中，无论是熔丝的电阻还是熔点，都需要综合考虑多方面因素才能确定。 铅锑合金丝 空气开关 保险丝管 【师】在过去的家庭电路中会使用铅锑合金丝作为熔丝，其熔点一般在200℃-300℃之间，但其熔断后必须更换，比较麻烦。现在家庭电路中会装上一种叫做空气开关的装置来保护电路安全，但其原理与熔丝不同，有兴趣的同学可以在课后查阅相关资料。除了家庭电路以外，很多装置中也装有小型的保险丝管，来防止电流过载，从而保护电路。 看来，电流的热效应确实为生活的方方面面提供了便利和保障，但事物总有其两面性。 电流通过导体产生的热量都有用吗？ 工作中的手持风扇 运行中的笔记本电脑 【师】这是老师利用热成像仪捕捉到的画面，对此，你们又有什么新的感悟？ 【小鑫】这两个用电器工作时都在发热，但这些热量似乎并不是我们所需要的。 【师】确实，电流通过导体产生的热量有时是“无用”的。 白炽灯 电动机 电流通过导体产生的热量都有用吗？ 【师】例如手持风扇中的电动机工作时，消耗的电能大部分可以转化为机械能，但还有一小部分转化为“无用”的内能。白炽灯由于需要通电加热灯丝到白炽状态而发光，所以消耗的电能只有一小部分转化为光能，其余大部分转化为“无用”的内能。 在消耗的电能相同的情况下，电扇将大部分电能转化为机械能，仅一小部分转化为内能，而电热毯几乎可以将全部的电能转化为内能， 所以电热毯产生的热量会更多。 当一台电扇和一条电热毯消耗同样多的电能工作时， 哪个用电器产生的热量更多？简述理由。 小金 【师】那请同学们想一想，若一台电扇和一条电热毯工作时消耗同样多的电能，则哪个用电器产生的热量更多？简述理由。（倒计时30秒） 小金，请谈谈你的看法。 【小金】我们可以从能量转化的角度来考虑这个问题，因为电扇和电热毯消耗的电能是相同的，但电扇内部的主要工作部件是电动机，它主要是将大部分电能转化为机械能，仅一小部分转化为内能，而电热毯几乎可以将全部的电能转化为内能，所以一定是电热毯产生的热量更多。 【师】小金同学将刚学的知识迁移应用到了新问题中，并分析有理有据，真是太棒了！ 小海 一台电动机正常工作时，其两端的电压为220V，电阻为2Ω，通过的电流为10A。问：①该电动机工作1min产生的热量。 ②某同学想用电功公式W=UIt计算热量，你认为是否可行?为什么? 小鑫 电动机消耗的电能W大部分转化为机械能，只有一部分转化为电流产生的热量Q， 所以W ＞ Q 。 【师】下面请同学们运用已学的知识，计算某电动机工作1分钟产生的热量，并思考是否能用电功公式计算热量，并说明理由。（倒计时1分钟） 小海，你的答案是什么？ 【小海】老师，我的答案是这样的，先将1分钟化为60秒， 再用焦耳定律的公式Q=I2Rt进行代入计算，最后解得热量为12000焦。然后我又用电功公式W=UIt进行了计算，解得电流做功132000焦，发现W≠Q，所以我认为不能用W=UIt计算热量。但为什么会这样，我说不出来。 【小鑫】这个我知道，电动机消耗的电能大部分转化为机械能，只有一部分转化为电流产生的热量，所以W ≠ Q ，更确切的说是W ＞ Q 。 其它形 式的能 电能 内能 电能 内能 【师】说的没错，只有当用电器能将消耗的电能完全转化为内能时，W才等于Q，而当用电器不能将消耗的电能完全转化为内能时，W≠Q。 如果我们将表达式左右两边，分别用电功公式和焦耳定律公式展开，并简化后，还会发现欧姆定律只适用于电能完全转化为内能的情况，也就是说，只有当电能完全转化为内能时，才可以结合欧姆定律对焦耳定律进行推导，将未来大家在分析问题时，一定要注意公式的使用条件哦。 白炽灯 LED灯 “废热”回收装置 选择更节能的用电器 对能源二次利用 电流通过导体产生的热量都有用吗？ 【师出镜】随着时代的发展，人们意识到，虽然无法避免电能转化为“无用”的内能，但我们可以尽量减少“无用”内能的产生。 例如：早期的白炽灯，已经逐步被半导体材料制成的LED灯替代，LED等可以将电能直接转化为光能，对能源的利用率更高，更为节能。 除此以外，在工业生产上废热回收装置，可以对“无用”的内能进行二次利用，减少了能源的浪费。 如何防止电流热效应造成的危害？ 【师出镜】电流的热效应除了消耗电能外，还可能造成一些危害。大功率用电器持续发热可能影响其性能，甚至缩短使用寿命，因此提高用电器的散热性能非常重要。电路发生短路故障时，电流会急剧增大，短时间内产生大量的热量，造成用电器损坏，甚至引发火灾。 如何防止电流热效应造成的危害？ 【师】下面我们现一起来看一段新闻。 （播放视频约2分钟） 小安 规范用电、实时检查电路和电气设备 小海 小金 小鑫 × × 如何防止电流热效应造成的危害？ 【师】从视频中可以看到困扎电线、大量使用大功率用电器导致线路过载，会带来巨大的安全隐患，我们在生活中一定要杜绝这样的行为。那么除此以外，还有哪些做法也可以防止电流热效应造成危害呢？ 【小海】不使用的电器要及时切断电源，使用时要保证用电器的散热功能良好，发现异常发热的情况要及时排查。 【小安】还要避免在各类电器周围堆放杂物。 【小金】定期检查电线是否老化破损，并及时更换，避免发生短路。 【小安】那电器遇水也会短路，所以电器必须远离水源。 【小海】我在新闻里看到过私拉电线导致的火灾，所以不能私拉电线，或私自改装线路。 【小鑫】还有，我们要购买正规厂家的产品，不使用“三无”电器。 【师】同学们说的很好，生命安全无小事，每个人都要规范用电，并有实时检查电路和电气设备的意识，避免事故发生。那这里老师还想补充一点，如果真的发生电气火灾，请使用干粉灭火器或二氧化碳灭火器灭火，如果火势无法控制，则立即逃离并拨打119寻求救援。 单位 焦耳（J） 测量 电能表 测量小灯泡的电功率 焦耳定律 电功 电流的 热效应 应用和防护 电能 课堂小结 电功率 【师】本节课我们知道了电流热效应在生活中有着广泛应用，但电流通过导体产生的热量有时是“无用”的，甚至会给生活带来安全隐患，但我们可以通过各种节能措施减少能源的浪费，提高安全用电的意识来避免危险的发生。 17 课后作业 1. 结合本堂课所学的知识，排查家中因电流热效应而产生的安全隐患，并及时整改。 2.完成作业练习1-3题。 【师】这是今天的作业：1. 结合本堂课所学的知识，排查家中因电流热效应而产生的安全隐患，并提出改进建议。 2.完成作业练习1-3题 今天的课就到这里，同学们，再见！ $