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《焦耳定律》教案
【教学目标】
1.知识与技能
理解焦耳定律。
知道理解和防止电热的场合和方法。
2.过程与方法
通过实验探究电流的热效应与电流、电阻的关系。
3.情感态度和价值观
具有对科学的求知欲、乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。
【教学重点】
电流产生的热量与电流、电阻大小之间的关系。
【教学难点】
理解焦耳定律。
【教学方法】
合作
探究
交流
【教学用具】
多媒体课件
焦耳定律演示器
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、创设情境
导入新课
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
二、探究新知
（一）电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
电暖气
电饭锅
电热孵卵器
电热毯等。
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
猜想与假设
1、可能与导体电阻大小有关
电阻越大，电流热效应越大
2、可能与电流大小有关
电流越大，电流热效应越大
3、可能与通电时间长短有关
通电时间越长，电流热效应越大
设计实验
讨论1、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
讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。
实验原理：利用气体的热胀冷缩。
实验器材：两个透明容器中密封着等量的空气，容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电热的多少。21教育网
实验装置：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
实验1：研究电热与电阻关系
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
结论：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。
实验2：研究电热与电流关系
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
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结论：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。
焦耳英国物理学家。用近
40
年的时间做
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)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。他的研究为能量守恒定律奠定了基础。2·1·c·n·j·y
焦耳定律内容：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。
热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为：
Q
=
I2Rt?
电能与电热的关系
1．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【来源：21·世纪·教育·网】
Q=W=UIt=I2Rt
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2．当电动机工作时，消耗的电能主要转化为电动机的机械能：电能转化为机械能，W>Q
例题
一根
60
Ω
的电阻丝接在
36
V的电源两端，在
5
min内共产生多少热量?
解：电阻丝中的电流：
5min电热丝产生的热量：
Q
=
I2Rt
=(0.6
A)2×60
Ω×300
s
=
6
480
J
想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，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
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)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。21·cn·jy·com
（2）
电热的利用和防止
1.电热的利用
用来加热
电热孵卵器21·世纪
教育网
电热器：用电来加热的设备。
电热器的发热体：电阻大、熔点高
工作原理：电流热效应
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。
电热的危害与防止
防治方法：散热窗、散热片、散热风扇、通风等
三、课堂小结
1、电流通过导体时，电转化为热的现象，叫电流的热效应。
2、焦耳定律：Q=I2Rt
3、利用电流热效应来工作的用电器叫电热器，电热器的发热体：电阻大、熔点大。
4、要从通风、散热等角度来有效地防止电热的危害。
4、课堂练习
1.
如图所示是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（ ）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
C．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
2.
若电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则三个用电器产生的热量是（ ）
A．电烙铁最多
B．电视机最多
C．电风扇最多
D．一样多
3.
下列情况中，属于防止电热危害的是（ ）
A．用电熨斗熨烫衣服
B．用电饭锅煮饭
C．冬天用电暖气取暖
D．电脑机箱内有小风扇
4.
电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（ ）
A．导线的绝缘皮隔热
B．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
C．导线散热比电阻丝快
D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少
作业布置
1.完成本节动手动脑学物理
2.完成本节对应练习
板书设计
18.4
焦耳定律
1、电流的热效应
2、实验演示电热的影响因素
3、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。
热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为：
Q
=
I2Rt?
纯电阻电路：
Q=W=UIt=I2Rt
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
当电动机工作时，消耗的电能主要转化为电动机的机械能：电能转化为机械能，W>Q
四、电热的利用与防止
【教学反思】
本节主要内容是电流通过导体时，电能
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)转化为内能时与电流、电阻、通电时间有关；电热的利用和防止。本节课的设计理念体现了从生活走向物理，从物理走向社会，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。通过学生的观察和生活经验，提出问题，进行分析，共同归纳总结。教学中应该充分地相信学生，给学生活动的空间，真正的让学生成为学习的主人，充分发挥学生的主体作用，充分调动学生学习的积极性，培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系，
使学生达到学以致用。21cnjy.com
R1=5Ω
R2=10Ω
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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18.4
焦耳定律
一、填空题（共3题）
1.
（2021·同步练习）导体中有电流通过时会发热，这种现象叫做电流的
。
2.
（2019·天津红桥区·期末）一只电烙铁的额定电压是
，在额定电压下工作时的电阻是
，它的额定功率是
，在额定电压下通电
产生
热量。
3.
（2021·同步练习）电风扇工作的同时要产生小部分热量，一台标有“”的电风扇，线圈电阻是
，正常工作
消耗的电能是
，产生的热量是
（结果保留两位小数）。
二、选择题（共6题）
4.
（2021·天津东丽区·期末）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧
形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是
A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C．该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟电阻大小的关系
D．
形管中液面高度发生变化是因为
形管中液体的热胀冷缩造成的
5.
（2021·深圳市龙岗区·期末）如图是探究电流通过导体时产生热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。开关闭合后，则
A．左侧容器中导体产生的热量较多
B．图中两导体串联，能探究电热与电流关系
C．若图中两导体改为并联，右侧导体产生的热量较多
D．一段时间后，右侧
形管两端液柱高度差较左侧大
6.
（2019·期末）两个定值电阻
、
并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关
，则
，
产生的热量之比为
A．
B．
C．
D．
7.
（2018·唐山市路南区·期末）电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是
A．电炉丝的电阻较大
B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的横截面大
D．通过电炉丝的电流较大
8.
（2018·南通市崇川区·期末）将两根电阻丝
、
分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中，串联接入电路，
.通电一段时间后，
、
产生的热量之比为
A．
B．
C．
D．
9.
（2021·同步练习）甲、乙两个电热器的电阻之比为
，通过的电流之比为
，通电时间之比为
，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为
A．
B．
C．
D．
三、计算题（共3题）
10.
（2021·同步练习）有一个
的电阻丝，通过它的电流是
，要产生
的热量，所需的时间是多少？
11.
（2021·同步练习）某电热器在
的电压下工作
，放出
的热量，则通过的电流是多少？
12.
（2021·同步练习）一个电饭锅的电阻是
，额定电压为
，正常工作时每分钟产生多少热量？
四、实验题（共1题）
13.
（2021·同步练习）实验结论：
(1)
当
和
一定时，电流越大，电流产生的热量就越
。
(2)
当
和
一定时，电阻越大，电流产生的热量就越
。
(3)
当
和
一定时，通电时间越长，电流产生的热量就越
。
答案
一、填空题（共3题）
1.
【答案】热效应
【知识点】电流的热效应
2.
【答案】；
【知识点】电功率的计算、焦耳定律
3.
【答案】；
【知识点】焦耳定律、电功率的计算
二、选择题（共6题）
4.
【答案】C
【解析】容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流
与通电时间
相同，由焦耳定律
可知，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，故A错误；
在装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流
与通电时间
相同，左边容器中的电阻与右边容器中的电阻阻值不等，所以实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故B错误，C正确；
形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故D错误。
【知识点】实验：探究电热与电流、电阻的关系
5.
【答案】D
【知识点】焦耳定律、实验：探究电热与电流、电阻的关系
6.
【答案】A
【解析】由图可知，该电路为并联电路，电压是相同的，由图乙可知，电压相同，通过
、
的电流之比为
；根据
可知，
、
的电阻之比为
；
通电时间相同，电压相同，则根据焦耳定律公式
可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为
。
【知识点】焦耳定律、欧姆定律在并联电路中的应用
7.
【答案】A
【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线是串联的，则
，通电时间t相同，电炉丝热得发红，炉丝相连的导线却不怎么热，说明电炉丝产生的热量多，即
，由
可知
，即原因是导线的电阻远小于电炉丝的电阻。
故选A。
【知识点】焦耳定律、串联电路的电压规律
8.
【答案】A
【解析】由图知，两电阻丝串联，所以通过两电阻丝的电流和通电时间相等，根据公式
,则产生的热量之比等于电阻之比
.
【知识点】焦耳定律
9.
【答案】A
【知识点】焦耳定律
三、计算题（共3题）
10.
【答案】
【知识点】焦耳定律
11.
【答案】
【知识点】焦耳定律
12.
【答案】
【知识点】焦耳定律
四、实验题（共1题）
13.
【答案】
(1)
电阻；通电时间；大
(2)
电流；通电时间；大
(3)
电阻；电流；大
【知识点】实验：探究电热与电流、电阻的关系
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人教版九年级物理第十八章第四节
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。
电流的热效应
电流的热效应
电流通过导体时电能转化成热能，这个现象叫做电流的热效应。
电能转化为热能。
实质:
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
电流的热效应
猜想与假设
1、可能与电阻有关
2、可能与电流有关
3、可能与通电时间有关
电流的热效应
设计实验
讨论1、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
讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。
电流的热效应
实验装置
原理：利用气体的热胀冷缩。
器材：两个透明容器中密封着等量的空气，容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电热的多少。
电流的热效应
实验1：研究电热与电阻关系
R1
=
5
Ω
R2
=
10
Ω
A
电流的热效应
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。
实验2：研究电热与电流关系
I
=
2I1
I
A
R
=
5
Ω
I1
R
=
5
Ω
R
=
5
Ω
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。
电流的热效应
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
焦耳定律
1．内容：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。
2．公式：Q
=
I2Rt?
3．单位：焦耳（J）
焦耳定律
1．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。
2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
W＞Q热
电能
内能+机械能
焦耳定律
Q
=
I2Rt
=(0.6
A)2×60
W×300
s
=
6
480
J
一根
60
Ω
的电阻丝接在
36
V的电源两端，在
5
min内共产生多少热量?
答:
在
5
min
内共产生
6
480
J
热量。
解:
I
=
= =
0.6
A
U
R
36
V
60
Ω
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
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。
电热的利用和防止
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
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，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
课堂小结
1.电流的热效应
2.电热器
定义：将电能转化为内能的装置。
原理：电流的热效应。
组成：发热体由电阻率大、
熔点高的合金制成。
定义：电流通过导体导体会发热的现象。
实质：电能转化为内能。
课堂练习
1.
如图所示是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（
）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
C．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
D
2.
若电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则三个用电器产生的热量是（ ）
A．电烙铁最多
B．电视机最多
C．电风扇最多
D．一样多
课堂练习
A
3.
下列情况中，属于防止电热危害的是（ ）
A．用电熨斗熨烫衣服
B．用电饭锅煮饭
C．冬天用电暖气取暖
D．电脑机箱内有小风扇
课堂练习
D
4.
电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（ ）
A．导线的绝缘皮隔热
B．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
C．导线散热比电阻丝快
D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少
课堂练习
D
作业布置
1.完成本节动手动脑学物理
2.完成本节对应练习
再
见
