15.4 焦耳定律-【木牍中考】2026-2027学年九年级上册物理同步教学优质课件（沪粤版·新教材）

15.4 焦耳定律 ※ 建议使用WPS2019以上版本打开 木牍中考-教学设计中心 制作 物理 HY 九年级上册 目 录 导入新课 01 讲授新课 02 习题解析 03 课堂小结 04 如图所示，电炉通电时会产生热，生活中电热水壶、电暖手宝等用电器通电也会发热。那么通电导体产生的热量与哪些因素有关呢？ 导入新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 电流的热效应 概念： 电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象 对电流热效应的理解： 1. 任何电阻不为零的导体都会发生电流的热效应现象； 2. 利用电流的热效应的用电器叫做电热器； 3. 电流的热效应的实质： 内能 电能 转化 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 【猜想与假设】 根据生活经验分析： 1. 电热水壶烧水时，通电1min和5min，哪次产生的热量更多？ 2. “220V 600W”和“220V 1000W”的电饭锅正常工作5min，哪个电饭锅电流大？哪个电饭锅产生热量多？ 3. 电饭锅和连接的电线是串联在一起的，电饭锅和电线谁的电阻大？谁产生的热量多？ 电饭锅电阻大，产生热量多 1000W电饭锅电流大，产生热量多 通电5min，产生热量多 电阻大小 电流大小 通电时间 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 1. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系 【设计实验与制定方案】 某同学设计的实验电路如图所示。 实验装置如图所示，甲、乙两个锥形瓶中的电阻丝的电阻 R1 、 R2 分别为5Ω和10Ω，两个瓶内装有等量、初始温度相同的煤油。 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 连接电路，进行实验。通电前，先记下锥形瓶中煤油的初始温度 t0；通电后，每经过相同时间（如1min），读出两只温度计的示数，并将数据填写在下表中。 1. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系 【获取和处理信息】 电阻 R / Ω 煤油的温度 t / ℃ t0 t1 t2 t3 t4 R1 =_____ R2 =_____ 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 1. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系 【获取和处理信息】 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 1. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系 【分析与论证】 当通过导体的电流一定时，通电导体的电阻越大，导体产生的热量越_______。 多 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 2. 探究通电导体产生的热量与通过导体的电流的关系 【设计实验与制定方案】 该同学选用乙瓶的电阻丝作为研究对象并设计出如图所示的实验电路图来进行探究，他的设计合理吗？ 答：他的设计不合理。 在该实验设计中，虽然控制了电阻阻值相同，移动滑动变阻器也可以改变电路中电流大小，但无法控制通电时间相同，因此不合理。 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 2. 探究通电导体产生的热量与通过导体的电流的关系 实验电路图如图所示，将阻值相同的电阻 R1、R2 分别置于两个装有等量、初始温度相同的煤油的锥形瓶中。通电前，先记下锥形瓶中煤油的初始温度 t0；通电后，每经过相同时间（如1min），读出两支温度计的示数，并将数据填写在设计好的表中。 【获取和处理信息】 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 2. 探究通电导体产生的热量与通过导体的电流的关系 【获取和处理信息】 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 2. 探究通电导体产生的热量与通过导体的电流的关系 【分析与论证】 当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越_______。 多 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 3. 探究通电导体产生的热量与通电时间的关系 通电时间越长，导体产生的热量越_______。 多 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 1. 本实验中采用了哪些实验方法？ 答：本实验采用了控制变量法和转换法。 2. 在进行“探究通电导体产生的热量与电阻的关系”的实验时，为什么要将两个电阻丝串联在一起？ 答：本实验采用控制变量法，在进行“探究通电导体产生的热量与电阻的关系”的实验时需要控制通电时间和电流相同，串联电路中电流处处相等，可以控制电流大小始终相等。 讲授新课 通电导体产生的热量与哪些因素有关 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及 通电时间有关。 讲授新课 焦耳定律 焦耳定律 含义： 电流通过导体时产生的热量，跟电流的二次方成正比， 跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。 公式： Q=I2Rt Q：热量 单位：焦耳（J） I：电流 单位：安培（A） R：电阻 单位：欧姆（Ω） t：时间 单位：秒（s） 讲授新课 焦耳定律 焦耳定律 想一想 焦耳定律是在实验的基础上总结出来的，可以用电功率公式把它推导出来吗？请试一试。 答：当电路为纯电阻电路时，电能全部转化为内能，此时电路的总功率 P = UI = I2R 由于电路为纯电阻电路，用电器的电功率就是电能转化为内能的功率，因此电路的发热功率 P热 = I2R 电路的电流做的所有功都用于转化为内能，因此 Q = W = P热 t = I2Rt 讲授新课 焦耳定律 用焦耳定律进行计算 例题 某电热器的电阻为100Ω，若它在220V的电压下工作8min，该电热器产生的热量约为多少焦？ 解：已知U = 220V，R = 100Ω，t = 8min = 480s。 由欧姆定律，得 将 I 的值代入焦耳定律的公式，得 Q = I2Rt = (2.2A)2 × 100Ω × 480s ≈ 2.3×105J 答：这个电热器产生的热量约为2.3×105J 讲授新课 焦耳定律 用焦耳定律进行计算 练习 如图所示电路中，电源电压恒定不变，R2的阻值为5Ω。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，求： （1）R1的阻值； （2）通电1min，R2产生的热量。 讲授新课 解： （1）由图可知，R1与R2串联，电流处处相等，电压表测R1两端电压，R1的阻值。 （2）通电1min，R2产生的热量为 Q = I2R2t =(0.4A)2 × 5Ω × 60s =48J 答：R1 的阻值为10Ω，通电1min电阻 R2 产生的热量为48J 焦耳定律 用焦耳定律进行计算 讲授新课 电流热效应的应用与控制 电流热效应的应用 电压力锅、电暖手宝、电热水壶、电饼铛等用电器都应用了电流热效应的原理。 电压力锅 电暖手宝 电热水壶 电饼铛 讲授新课 电流热效应的应用与控制 电流热效应的控制 电视机、电脑等用电器工作时，都不可避免地会发热。这种发热既浪费电能，又会使用电器因升温而出现被烧坏的风险，因此很多用电器采用设置散热孔、散热片或在发热部位安装电风扇。 电视机 电脑 讲授新课 1. 如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。 （1）甲、乙、丙三个相同的透明容器中密封着质量相等的空气。实验中通过比较 U 形管内 来反映导体产生热量的多少，这里用到的实验方法是 法。 液面的高度差（或液面的高度变化） 转换 习题解析 1. 如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。 （2）探究导体产生的热量与电流大小的关系时，应选用图中_______两容器及相连的 U 形管比较；探究导体产生的热量与电阻大小的关系时，应选用图中 两容器及相连的 U 形管比较。 乙、丙 甲、乙 习题解析 1. 如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。 （3）通电一段时间后，与 （选填“甲”“乙”“丙”）容器相连的U形管中的实验现象最明显。 甲 习题解析 2. 下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 D 3. 如图是“探究通电导体产生的热量与_______大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为_____J。 电流 12 习题解析 4. 如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V  12W”字样，发热电阻R1的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时R2的电压为3V，则电源电压为___________V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为___________J。 15 4050 习题解析 5. 某品牌家用吸尘器及其铭牌如图所示，正常工作10秒时间内电动机做总功为 J，若电动机线圈电阻为10Ω，10秒时间内电动机线圈发热量是 J。 11000 2500 习题解析 通电导体产生的热量与哪些因素有关 电流的热效应 焦耳定律 焦耳定律 活动 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关 焦耳定律的内容、公式 用焦耳定律进行计算 电流通过导体产生的热量跟电阻、电流、通电时间 有关 电流热效应的应用与控制 课堂小结 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $