物理（人教版）《18.4 焦耳定律》
学案
导学目标知识点：
①能通过生活实例，认识电流的热效应。
②能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。
③通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题
学习重点：
电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系。
学习难点：
理解焦耳定律。运用公式进行简单的计算。
学习过程：
自学指导一：电流的热效应
1、如图18.4-1所示使用这些用电器时，用电器所产生的热是由＿＿＿＿转化来的。
2、电流流过导体时，导体就要＿＿＿＿，这种现象叫做＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，实验中，我们利用＿＿＿＿将既看不见也摸不着的科学量转化成既看得见也能测量的科学量。
4、在电流相同、通电时间相同的情况下，＿＿＿＿越大，这个电阻产生的＿＿＿＿越多。在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的＿＿＿＿越大，这个电阻产生的＿＿＿＿越多。在电流、电阻相同时，＿＿＿＿越长的产生的＿＿＿＿越多。
自学指导二：焦耳定律
1、英国物理学家焦耳做了大量实验表明：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。叫做焦耳定律。
2、焦耳定律的公式为：＿＿＿＿＿＿＿＿；公式中各量的单位是：I的单位是：＿＿＿＿，R的单位是：＿＿＿＿，t的单位是：＿＿＿＿，Q的单位是：＿＿＿＿。
3、某导体的电阻是2Ω，通过3A的电流时，导体的电功率是 W，1 min内消耗的电能是 J，电流产生的热是 J。21世纪教育网版权所有
4、有一把电烙铁，它的电阻是1100Ω，将它接入家庭电路中，电烙铁正常工作，它的额定功率是 ， 如果给它通电10min获得的热是 J。
自学指导三：电热的利用与防治止
1、电热器： 利用电流做功将＿＿＿＿能转换为＿＿＿＿能的装置。，如：电热水器、＿＿＿＿、电热毯等。21cnjy.com
2、电热器的原理: 利用＿＿＿＿＿＿＿＿制成的加热设备。电热器主要组成部分是＿＿＿＿。它是由电阻率＿＿＿＿。熔点＿＿＿＿的合金丝制成的加热设备。
3、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用＿＿＿＿＿＿＿＿来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了＿＿＿＿。?
4、电炉丝和导线是串联接入到电路里，电炉丝和导线通过的电流＿＿＿＿，但电炉丝的电阻＿＿＿＿导线的电阻，根据＿＿＿＿＿＿＿＿，在通电时间相同时，电炉丝产生的热远大于导线产生的热，所以电炉丝很热而导线却不热。2·1·c·n·j·y
5、电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装＿＿＿＿，都是为了＿＿＿＿。
达标测试：（21世纪教育网）
1、下列电器中，不属于电热器的是：（21世纪教育网）
A．电饭锅 B．电熨斗
C．电风扇 D．电烤炉
2、如果电视机、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时间，则三个用电器产生热：（21世纪教育网）www.21-cn-jy.com
A．电烙铁最多 B．电视机最多
C．电风扇最多 D．一样多
3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，这是因为：（21世纪教育网）【来源：21·世纪·教育·网】
A．通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大
B．通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小
C．电炉丝两端电压比连接导线两端电压小
D．电炉丝的电阻比两节导线的电阻大
4、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是：（21世纪教育网）
A．根据Q=I2 Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q=UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关
D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
5、下列情况中防止电热危害的是：（21世纪教育网）
A．电视机背后有散热窗
B．家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次
C．家庭电路一般安装的漏电保护器
D．大型爆破工程用电热引发炸药
6、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是：（21世纪教育网）
A．45J????? B．220J?????? C．2700J???????? D．9900J
7、有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危害的是：（21世纪教育网）21教育网
A．电饭煲? B．电热水器 C．电熨斗? D．电视机
8、有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是：（21世纪教育网）21·cn·jy·com
A．三根串联
B．三根并联
C．两根串联起来，再跟第三根并联
D．两根并联起来，再跟第三根串联
9、白炽灯泡发光时灯丝温度接近2000℃而与灯丝相连的导线却不怎么热，这是因为：（21世纪教育网）
A．通过灯丝的电流比通过导线的电流大得多
B．灯丝的电阻比导线电阻大的多
C．灯丝被密封在不易散热的灯光内
D．灯丝中金属钨的导电性能比铜要强得多
10、假设下列用电器没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是：（21世纪教育网）
A．白炽灯仍然能发光 B．电动机仍然能转动
C．电饭锅仍然能煮饭 D．电熨斗仍然能熨衣服
物理（人教版）《18.4 焦耳定律》
学案（解答）
自学指导一：
1、电能
2、发热 电流的热效应
3、转化法
4、电阻 热量 电流 热量 通电时间 热量
自学指导二：
1、电流的平方 电阻 通电时间
2、Q＝I2Rt 安 欧 秒 焦
3、18 1080 1080
4、44 26400
自学指导三：
1、电 内 电铬铁
2、电流的热效应 发热体 大 高
3、电流的热效应 散热
4、相等 大于 焦耳定律
5、电风扇 防止电热的危害
达标测试
1、C 2、A 3、D 4、D 5、A
6、C 7、D 8、B 9、B 10、B
＞＝＜
物理（人教版）《18.4 焦耳定律》
教案
一、教学目标
1．知识与技能。
①知道电流的热效应。。
②在观察实验的基础上引出焦耳定律。
③理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。
④知道电功和热功的区别和联系
2．过程和方法。
①知道科学研究中常用的等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用。
②通过本节内容的学习，培养学生应用物理知识解决简单问题的能力。
③通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。
3．情感、态度和价值观。
①通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有用的，激发学生学习物理、热爱科学的兴趣。
②在学习的过程中，渗透辩证唯物主义的思想。
二、教学重点
①通过实验探究电流热效应跟电阻大小的关系。
②焦耳定律
三、教学难点
组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论。
四、教学教具
开关、电源、导线、滑动变阻器、电炉、电熨斗、焦耳定律演示器。
教学过程
一、创设情境，引入课题
同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成热能的例子.
教师出示一些电器的图片，让学生观察，提出问题：
（1）比较它们有何不同？
（2）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？
（3）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？
（4）电能在转化为其他形式能的时候，为什么都要发热？影响它们发热的因素是什么？
（5）它们发热时有什么规律？
学生活动：观察、思考、讨论回答问题。并引入新课
引入新课：第十八章 电功率 第4节 焦耳定律
二、进行新课
1、电流的热效应
（1）电流的热效应
由上述实例归纳得出：电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。
（2）猜测假设
播放图片，在多用插座上接过多的用电器，出现的现象！！
现象：灯丝、电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
提出问题？电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?
引导学生进行猜想：电流通过导体时产生热量的多少可能跟电流有关；电流通过导体时产生热量的多少还可能跟电阻有关；电流通过导体时产生热量的多少还可能跟能电时间的长短有关。21世纪教育网版权所有
（3）制定计划
探究实验：探究电流的热效应跟哪些因素有关 ？
实验目的：研究电流通过导体产生的热量Q 跟电流大小I，电阻R和通电时间t的关系。
实验方法：控制变量法
设计实验：
（1）如何在实验中展示出电流产生的热量Q的多少？
（2）如何控制电流大小I相同？
（3）如何控制电阻R的大小不变？
（4）通电时间t比较好控制。
（4）观察电热的方法
提出问题：电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？
（5）实验探究
探究一：产热多少与电阻大小的关系
引导学生观察实验现象，并对现象进行分析讨论得出结论。
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。
探究二：电热多少与电流的关系
引导学生观察实验现象，并对现象进行分析讨论得出结论。
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。
探究三：电热多少与通电时间的关系
引导学生观察实验现象，并对现象进行分析讨论得出结论。
结论：在电流、电阻相同时，通电时间越长的产生的热量越多。
（6）实验结论
①在通电电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。
②在通电电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。
③在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。
进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比。
2、焦耳定律
（1）焦耳定律的内容
播放焦耳的图片，介绍焦耳。
焦耳 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。即焦耳定律21教育网
焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2）焦耳定律的公式
Q＝ I2Rt
（3）公式中各量的单位
I—安，R —欧，t —秒，Q —焦
注意：热量跟电流的平方（I2）成正比，
（4）焦耳定律的导出公式?
若电流做的功全部用来产生热量即Q ＝W??
又∵W ＝ UIt?
∴Q ＝ W ＝ UIt ＝ 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 t/R 来计算热量.21cnjy.com
注意：
纯电阻电路：W＝Q＝Pt＝UIt＝＝I2Rt
非纯电阻电路：W＞Q （W=UIt =W其他＋Q）
（5）问题讨论
对如图所示的现象的正确解释：
灯泡和导线是串联，灯泡的电阻大比导线的电阻大，产生的热量多
?对如图所示的现象的正确解释：
干路的电流等于各个支路的电流之和，即：干中的电流过大，产生的热量很多。
（6）例题讲解
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?
2、电热的利用和防止
（1）电热的应用
①电热器: 利用电流做功将电能转换为内能的装置
②电热器的原理: 利用电流的热效应制成的加热设备。电热器主要组成部分是发热体。它是由电阻率大。熔点高的合金丝制成的加热设备。21·cn·jy·com
（2）常见的电热的应用
（3）电流热效应的利用
①制作电发热器：（要求电热丝材料电阻率大、熔点高）
②制作白炽灯
③制作保险丝：（要求保险丝材料电阻率大、熔点低）
（4）电热的预防
无用的电流热效应，应尽量减少
导线上的热损耗应尽量减少。
家用导线一般用电阻率很小的铜或者铝导线
电路板中，用铜箔或者银箔做导线，减小电阻。
高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗。
有些电器加装风扇或者散热片、散热孔。
三、课堂小结
四、布置作业
动手动脑学物理：（1）（2）（3）（4）
课件29张PPT。焦耳定律 人教版 九年级物理 第十八章 电功率 第4节 焦耳定律最新人教版制作：老河口市洪山嘴中学 詹振亚制作：老河口市洪山嘴中学 詹振亚制作：老河口市洪山嘴中学 詹振亚洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚 1、电流的热效应电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚在多用插座上接过多的用电器，出现的现象！！2、猜测假设现象：灯丝、电炉丝和导线通过的电流相同。
为什么灯丝、电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚洪山嘴中学詹振亚 提出问题？电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?2、猜测假设洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚2、猜测假设跟电阻有关跟时间有关跟电流有关洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚实验目的：研究电流通过导体产生的热量Q 跟电流大小I，电阻R和通电时间t的关系。 设计实验：
（1）如何在实验中展示出电流产生的热量Q的多少？
（2）如何控制电流大小I相同？
（3）如何控制电阻R的大小不变？
（4）通电时间t比较好控制。实验方法：控制变量法探究实验：探究电流的热效应跟哪些因素有关 ？3、制定计划洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见
也摸不着，如何测量呢？既看不见也摸不着的科学量既看得见也能测量的科学量让电流产生的热量被气体吸收，使气体受热膨胀，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃管内的水柱升降或者温度计示数大小）来测量。4、观察电热的方法转化法洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚5、实验探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚探究一：产热多少与电阻大小的关系5、实验探究结论：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。洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚5、实验探究探究二：电热多少与电流的关系结论：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。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚5、实验探究探究三：电热多少与通电时间的关系结论：在电流、电阻相同时，通电时间越长的产生的热量越多。洪山嘴中学詹振亚制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚（1）在通电电流和通电时间相同时，电阻越大，
电流产生的热量越多. （3）在电阻和通电时间相同时，电流越大，电
流产生的热量越多. 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成
正比. （2）在通电电流和电阻相同时，通电时间越长，
电流产生的热量越多. 6、实验结论：洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚焦耳 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。即焦耳定律洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. ?I—安，R —欧，t —秒，Q —焦.1、焦耳定律的内容：3、公式中各量的单位：Q = I2Rt2、焦耳定律的公式：注意：热量跟电流的平方（I2）成正比，洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚4、焦耳定律的导出公式?纯电阻电路：W＝Q＝Pt＝UIt＝U2/R t＝I2Rt非纯电阻电路：W＞Q （W=UIt =W其他＋Q）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 t/R 来计算热量.∴Q ＝ W ＝ UIt ＝ I2Rt又∵W ＝ UIt?若电流做的功全部用来产生热量即Q ＝W??注意：洪山嘴中学詹振亚制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚对如图所示的现象的正确解释：
灯泡和导线是串联，灯泡的电阻大比导线的电阻大，产生的热量多。对如图所示的现象的正确解释：
干路的电流等于各个支路的电流之和，即：干中的电流过大，产生的热量很多。5、问题讨论洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J 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?答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。6、例题讲解洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚（1）电热器:
利用电流做功将 能转换为 能的装置。（2）电热器的原理:
利用电流的 制成的加热设备。电热器
主要组成部分是 。它是由电阻率 。
熔点 的合金丝制成的加热设备。1、电热的应用电内热效应发热体大高洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚2、常见的电热的应用洪山嘴中学詹振亚制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚3、电流热效应的利用（3）制作保险丝
（要求保险丝材料电阻率大、熔点低）（1）制作电发热器
（要求电热丝材料电阻率大、 熔点高）（2）制作白炽灯洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚4、电热的预防洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚无用的电流热效应，应尽量减少导线上的热损耗应尽量减少。
家用导线一般用电阻率很小的铜或者铝导线
电路板中，用铜箔或者银箔做导线，减小电阻。
高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗。
有些电器加装风扇或者散热片、散热孔。5、电热的预防洪山嘴中学詹振亚制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚1、电流的热效应电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. ?2、焦耳定律的内容Q = I2Rt ＝UIt＝U2/R t3、焦耳定律的公式4、电热的利用和防止洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚洪山嘴中学詹振亚 1、电流的热效应是电流通过导体时_____转化成____的现象。电热器是利用电流的________制成的加热设备。电能热2、“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系” 的实验中，应保持 、 一定，用 改变电阻丝的电流。3、一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是___W，通电1min时产生的热量是______J。热效应电阻时间滑动变阻器40024000洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚 4、把两个阻值为R1＝6Ω，R2＝9Ω 的电阻串联在电路中，通电相同时间时，R1，R2上产生的热量之比Q1∶Q2＝ ，若并联在电路中，通电相同时间，R1，R2上产生的热量之比Q1∶Q2＝ ，2:33:25、当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到 0.4 安时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的 ( )
A. 2倍 B. 4倍
C. 0.25倍 D. 0.5倍B洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚?7、电视机后盖开有很多小孔主要是为了（ ）
A. 美观???B. 减轻质量 ?C. 散热???D. 节约材料 ?6、下面几个用电器属于利用电流热效应工作的是 （ ）
A. 电冰箱????B. 洗衣机 C. 电视机????D. 电饭锅 DC洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚8、一只标有“220V 800W”的电饭锅，内装2kg、20℃的水，通电15min后将水烧开，则电饭锅的热效率是多大？（1标准大气压）解：①水吸收的热量为：Q水＝Cm(t-t0) ＝4.2×103J/(kg·℃) ×2kg×80℃
＝6.72×105J②电饭锅产生的热量：Q电＝Pt＝800W×900S
＝7.2×105J③电饭锅的热效率为：答：略洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚
