人教版物理九年级18.4焦耳定律导学案（无答案）

18.4 焦耳定律
教学重点：焦耳定律的理解与掌握，焦耳定律在高低温挡的计算
教学难点：焦耳定律在高低温挡的计算
电流热效应
电流通过导体时，电能可以转化成光能、 等，比如灯泡通电发光，电热毯通电发 ，把电流通过导体时，电能转化成物体 ，的现象叫做电流的 。
如上图，电炉丝通过导线连接到电路中，电炉丝和导线通过的电流相同，那为什么电炉丝热的发红，而导线几乎不发热呢？那么导体产生的热量与什么有关呢？
二、导体产生的热量影响因素
【提出问题】：
不同的电器设备，使用时发热的程度不同，即使同一电器设备，使用不同的时间，发出的热量也会不同，这说明，电流的热效应在很多情况下是不同的．那么电流的热效应与哪些因素有关呢？
【假设与猜想】：
电流的热效应实际上是电流做功从而使导体产热，而电流做功即电功W与 、 、 有关，在电流相同时，不同电阻的导体两端的电压 。
1、电流的热效应可能与导体的 有关；
2、电流的热效应可能与通过导体的 有关；
3、电流的热效应可能与 有关
【设计实验】：（采用 法）
①如何控制电流一定时电阻的变化？采用两个不同的
②如何控制电阻一定时电流的变化？两个相同电阻并联与另一个电阻 联
③如何比较电流产生热的多少？(采用 法)
【进行实验】：
把两个电阻放在密闭的空气盒中，使之它们产生的热对空气加热。使两电阻丝 联，以保证它们的 相等；如图所示，观察两侧U形管的液面
的 差
2、在两个相等的电阻上再 联一个等值的电阻丝，则干路和支路上的电流 相等，如图所示，观察两侧U形管的液面 差
3、随着加热时间的变长，电阻丝产生的热量越 ，U型管液面上升越
【分析与论证】：
①在通电时间和________一定时，导体电阻越大，通电导体所产生的热量越多，U型管 端液面上升高度较高
②在通电时间和 一定时，导体的电流越大，通电导体所产生的热量越多，U型管 端液面上升高度较高。
③在导体的电阻和_______一定时，通电时间越长，通电导体所产生的热量越_____。可以进一步分析得出：电流的热效应跟导体的 、 、 有关．导体的电阻越 ，通过的电流越 ，通电时间越 ，电流产生的热量越多．
三、焦耳定律
英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确了电流产生的热量跟电流，电阻，通电时间的关系
1.内容：电流通过导体产生的热量跟____________________成正比，跟________成正比，跟________成正比。
2.公式：热量= × × （适用于所有电路）
Q = × ×
Q—— 热量 —— J ； I—— ——______；
R—— —— ； t—— ——______；
3、适用范围
电流通过导体时，电能全部转化为内能，一般为热能，而不产生其他形式的能的时候，采用焦耳定律。焦耳定律只适用于纯电阻电路
4、变形式
Q= =
变式：产生的热量能使水升高的温度为多少
电热功率
某电阻一定时间t内产生的热量Q，该电阻的电功率称为电热功率。
电热功率: ______=
焦耳定律在生活中的应用
电炉子工作时，电炉丝热得发红，而与其相连的导线插头却几乎不热，这是为什么
答：电炉丝与插头是_______联的，通过的电流__________．根据______定律公式_______，在______时间内，______一定时，电流产生的热量跟______成正比，炉丝比插头的电阻______，相同条件下电流产生的热量______，因此炉丝热得发红．
焦耳定律中档位切换
上节课所学的高低温档主要应用于焦耳定律
遵照的原则：加热状态电路总功率 保温状态的总功率。
串联电路：
开关S1闭合，开关S2断开，处于 档
开关S1闭合，开关S2闭合，处于 档
2、并联电路：
开关S闭合，开关S1断开，处于 档
开关S闭合，开关S1闭合，处于 档
练习：
1、（8分）在“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验中，实验装置如图所示，甲、乙两个容器中都有一段电阻丝。
（1）将此装置接到电源两端，通电一段时间后，发现U形管中液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是　 　。
（2）排除故障后，重新通电一段时间，　 　（选填“A”或“B”）管中液面高度较高，　 　（选填“甲”或“乙”）容器中的电阻丝产生的热量较多。
（3）由（2）可得出，实验结论：　 　。
2、（9分）新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S、S1都闭合时为加热烧煮状态，S闭合、S1断开时为保温焖饭状态。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）这30min内电饭锅产生的热量。