6.3 焦耳定律 任务型导学案 2026-2027学年教科版九年级上册物理

6.3 焦耳定律 1.结合电功率、电流做功的知识，探究电流产生热量的影响因素，理解焦耳定律内容、公式并进行简单计算。 2.阅读课本P106—P109内容，自主探究“焦耳定律”小节基础知识内容，并根据阅读内容填写本节预习任务，把握本课重难点。 旧知温故 1.电功率是表示电流做功________的物理量。 2.电功率的大小与电路两端电压和电路中的________有关。 3.电流做功的过程，是电能________为其他形式能的过程。 4.探究多个因素对物理量的影响，实验一般采用________法。 5.串联电路中电流处处相等，总电压等于各部分电压之________。 6.导体电阻是导体本身的一种性质，反映导体对电流的________作用。 新知填空 1.电流通过导体时，电能转化为______能的现象，叫作电流的______效应。 2.实验装置中，电流产生的热量使容器内空气受热膨胀，通过观察U形管液面的______来比较产生热量的多少，这种方法叫______法；探究电热与多个因素的关系每次控制两个量不变，用的是______法。 3.实验一：将5 Ω和10 Ω电阻丝串联（电流、通电时间相同），电阻较______的导体产生热量多（对应U形管液面高度差较______）；实验二：电阻相同时，电流较______的导体产生热量多。 4.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟______的平方成正比，跟导体的______成正比，跟______成正比。 5.表达式：Q＝______；各量单位：Q 用______，I 用______，R 用______，t 用______。 6.理论推导：纯电阻电路中电能全部转化为内能，Q＝W＝UIt，又 U＝IR，代入得 Q＝______。 7.电热与电能的关系：纯电阻电路中 Q______W；电动机等非纯电阻电路中，电能大部分转化为机械能，此时 W______Q（选填“＞”“＝”或“＜”）。 8.电热的利用与防止：利用——电烤箱、电熨斗、电烙铁、白炽灯等；防止——电视机后盖开散热______、电脑内装微型______散热；输电线用铜线或铝线作芯线是为了______电阻，减少电热造成的能量损耗。 【课堂探究】（结合实验与思考，小组交流后作答） 1.下列现象中，属于电流热效应的是（　　） A．电风扇通电后转动吹出冷风 B．手机充电时电池温度略有升高 C．电铃通电后铁芯吸引衔铁发声 D．微波炉通电将食物加热熟透 　答：__________________________________________ 2.探究电流产生热量与哪些因素有关的实验（两电阻丝串联接入两只空气盒），下列说法错误的是（　　） A．该装置可以探究电热与电阻阻值的关系 B．两电阻丝串联是为了控制电流相同 C．右侧U形管液面高度差比左侧大，说明右侧电阻丝产生热量多 D．该装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映放热多少 　答：__________________________________________ 3.计算：一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上，在5分钟内共产生多少热量？ 　答：__________________________________________ 4.想想议议：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发热越多；而按焦耳定律电阻越大发热越多。二者矛盾吗？ 　答：__________________________________________ 1.下列事例中不属于利用电热的是(      ) A.用电饭锅煮饭 B.用电热孵化器孵小鸡 C.用洗衣机洗衣服 D.用电熨斗熨衣服 2.某热熔胶枪电热丝的电阻是，工作时通过的电流是，该电热丝工作产生的热量为_______J。 3.如图所示，电炉工作时，电炉丝热得发红，与之串联的导线却几乎不发热，这是因为电炉丝的__________________________比导线大很多。额定电压为的电炉正常工作时，其电炉丝的电阻是，则该电炉正常工作产生的热量是_____________J。 电流生热的秘密：焦耳定律 电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体电阻、通电时间成正比，本质是电能转化为内能。这条规律由英国物理学家焦耳在 1840 年通过大量实验得出，俄国科学家楞次也独立完成研究，因此也叫焦耳 - 楞次定律。 焦耳出身酿酒师家庭，没有受过正规大学教育。他自制装置，把通电线圈放入水中，精确测量水温变化，反复比对电流、电阻和产热的关系，才总结出定量规律。 生活中，电饭锅、电热水器、电烙铁，都是利用电热；而电脑、手机、电动机工作时的发热是有害电热，所以设计散热风扇、散热片，避免温度过高烧坏元件甚至引发火灾。在前沿领域，焦耳热还用于纳米材料制备、航天设备温控。 这条简单公式，指导我们合理利用电热，同时防范电路过热带来的危险。 把预习中发现的问题记录一下吧 ... 参考答案 任务一 温故知新·基础填空 旧知温故 1.快慢 2.电流 3.转化 4.控制变量 5.和 6.阻碍 新知填空 1.内；热 2.高度差；转换；控制变量 3.大；大；大 4.电流；电阻；通电时间 5.I2Rt；J（焦耳）；A（安培）；Ω（欧姆）；s（秒） 6.I2Rt 7.＝；＞ 8.孔（窗）；风扇；减小 【课堂探究】 1.答案：B。手机充电时电能转化为内能使电池发热，属于电流的热效应；A、C主要是电能转化为机械能（电动机、电磁铁）；D是电磁波（微波）加热，不是电流热效应。 2.答案：D。装置利用的是盒内空气的热胀冷缩（通过液面高度差反映），而不是U形管中液体本身的热胀冷缩；A、B、C均正确。 3.I＝U/R＝36 V/60 Ω＝0.6 A；t＝5 min＝300 s；Q＝I²Rt＝(0.6 A)²×60 Ω×300 s＝6480 J。 4.不矛盾。灯泡是纯电阻用电器，Q＝U²t/R 和 Q＝I²Rt 都适用：电压相同时（如都接额定电压），Q 与 R 成反比，额定功率大的（电阻小的）发热多；电流相同时（如与导线串联），Q 与 R 成正比，灯丝电阻远大于导线电阻，所以灯丝烧红而导线几乎不热。前提条件不同，结论并不矛盾。 任务二 基础过关·课前自测 1.答案：C 解析：用电饭锅煮饭、用电热孵化器解小鸡、用电熨斗熨衣服，都属于利用电流的热效应，故A、B、D不符合题意。洗衣机的主要部件是电动机，电动机工作时主要是将电能转化为机械能，没有利用电热，C符合题意。 2.答案： 解析：该电热丝工作10s产生的热量为 3.答案：电阻； 解析：电炉丝和导线串联，通过它们的电流I、通电时间t都相等，根据焦耳定律，电炉丝热得发红，说明它产生的热量远大于导线，是因为电炉丝的电阻比导线大很多。 电炉是纯电阻用电器，正常工作时电压等于额定电压，工作时间 产生的热量等于消耗的电能 学科网（北京）股份有限公司 $