初中物理新人教版九年级全册第十八章第四节 焦耳定律教学课件（2026春）

R·九年级全一册第4节 焦耳定律生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。知识点1 电流的热效应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。点击图片观看视频 电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？问题：电流大小通电时间阻值大小猜想：电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关?电流大小通电时间阻值大小猜想：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？控制变量法电热的多少该如何测量？转换法Q电热空气受热膨胀U形管内液面高度差探究1：电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系电流 I通电时间 t电阻 R在电流相同、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。【点击图片观看视频】探究2：电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系【点击图片观看视频】电阻 R通电时间 t电流 I思考：怎么改变电流？哪个电阻放进容器中加热？探究2：电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系【点击图片观看视频】电阻 R通电时间 t电流 I在电阻相同、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。探究3：电流通过导体时产生热量的多少与通电时间的关系【点击图片观看视频】电阻 R电流 I通电时间 t在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这段电阻丝产生的热量越多。　　焦耳（J.P.Joule，1818—1889），英国物理学家。通过大量的实验，于 1840 年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。焦 耳知识点2 焦耳定律Q ：热量电流通过导体产生的热量跟_____________成正比，跟导体的_____成正比，跟_________成正比。焦耳定律公式Q = I 2 R t 电阻通电时间电流的二次方单位：焦（J）I ：电流单位：安（A）R ：电阻单位：欧（Ω）t ： 时间单位：秒（s）理论推导电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。Q=WW=UItU=IRQ=I2Rt焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = （U2/R）t来计算热量。电能和电热的关系电阻全部转化为内能（只发热）。W = Q实例：白炽灯、电饭锅、卡住的电动机电阻转化为其他形式的能和内能。W > Q（W = Q + W外）实例：电风扇、转动的电动机、电视、电脑电功：电功率：电热：电功与电热的区别：例 题 四个电阻器的电阻分别为R1 、R2 、R3 、R4。如图甲所示，电阻为R1 、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中；如图乙所示，电阻为R3 、R4的电阻器并联后也接在电压为U的电路中。已知R1 = R3 ， R2 = R4 ， R1 > R2 。（1）电阻为R1和R2的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？ （2）电阻为R3和R4的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？解（1）在串联电路中，通过电阻为R1和R2的两个电阻器的电流相等。根据焦耳定律Q=I2Rt，当I、t相同时，Q与R成正比，由于R1 > R2 ，因此相同时间内电阻为R1的电阻器放出的热量比电阻为R2的电阻器多。 （1）电阻为R1和R2的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？（2）在并联电路中，电阻为R3和R4的电阻器两端的电压相等。根据焦耳定律 Q = I2Rt和欧姆定律 ，可得 。由公式可知，电压相同时，相同时间内导体放出的热量与它们的电阻成反比，且R3>R4 ，因此相同时间内电阻为R4的电阻器放出的热量比电阻为R3的电阻器多。 （2）电阻为R3和R4的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？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?想想议议前者说电阻越小，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。知识点3 电热的利用和防止 电热的利用电热器主要部分：发热体原理：电流的热效应发热体电阻率大熔点高优点：清洁卫生、热效率高、控制方便电热孵化电热器电视机后盖散热风扇电热的防止减小电热的方法：1.减小电阻（更换导线）2.加快散热（散热孔、散热片、散热风扇等）危害：绝缘材料迅速老化、损坏，严重的甚至引起火灾。【见教材P124 练习与应用】1. 通过某电阻丝的电流为2A时，测得它的电阻是2Ω，该电阻丝1min产生多少热量?解：由焦耳定律可得，电阻丝1min内产生的热量Q = I 2Rt = （2A）2×2Ω×60s = 480J2.一台额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，1min产生多少热量?解：电饭锅是电热器，电流做功将电能全部转化为内能，所以电饭锅在额定电压下使用时1min产生的热量Q = W = Pt = 450W×60s = 2.7×104J.3.一个电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大? 在额定电压下通电10 min 产生多少热量?解：电烙铁的额定功率 ，产生的热量 Q = W = P额t = 40W ×10×60s = 2.4×104J.4.某校师生自制了一台电烤箱。电烤箱的电阻丝通过5A的电流时，1min可产生6.6×104 J的热量。求这台电烤箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。解：电烤箱的电功率 .根据 P = I 2R 得电阻丝工作时的电阻 5.一个电热水壶的容量为1L，电功率为1000W，在标准状态下按上述容量烧开一壶初温为20℃的水，至少需要多长时间?解：1L的水的质量 m = ρV = 1.0×103 kg/m3×1×10-3m3=1kg，4.2×103J/kg·℃×1kg×（100℃－20℃）=3.36×105J，则烧开这壶水消耗的电能至少为 W = 3.36×105J，根据 得，烧开这壶水需要的最小时间6.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散失掉。（1）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例。（2）列举两个生活或生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施。（1）电暖器、电烙铁、电热毯等在使用时都利用了电流的热效应；电视机、电冰箱长时间不用时需定时通电，用电热驱潮。（2）电动机利用翼状散热片增大散热面积；电冰箱在放置时后背要与墙壁保持一定距离，使热量通过空气散发；计算机中的小风扇通过把热空气驱散来散热。7.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来。有人把导线简单地拧在一起，这样会使得连接处电阻增大，导致连接处比别处容易发热，甚至引起火灾。这是为什么?解：导线连接处的电阻较大，因而在电流和通电时间相同的情况下，电流通过连接处产生的热量较多，造成此处比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。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。焦耳（J）Q = WW=UItU=IRQ=I2Rt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。焦耳定律公式Q = I2Rt 单位电流的热效应1.从课后习题中选取；2.完成练习册本课时的习题。