(共20张PPT)
第3节 焦耳定律
第十七章 电流做功与电功率
课程讲授
新课导入
本课小结
我们一起来闯关
能通过实验，认识电流的热效应，了解焦耳定律，能用焦耳定律分析并解决与此相关的问题，知道电流热效应的危险。
01
能完成“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，有进行安全实验操作的行为；规范能用控制变量法设计实验，能通过推理得到结论，能利用证据证明自己的观点，能对他人的观点提出有依据的质疑。
02
03
知道提高效率的意义；能主动关注现代生活中的用电安全问题，有引导他人安全用电的责任感与使命感。
素养目标
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擦燃火柴，大家都司空见惯。今天让你见识不一样的烟火。观看一段视频:
电阻丝点燃火柴，是因为通电后电阻丝会发热，有电流通过电阻丝。可见，电流通过导体时会产生一些效应？现在我们就来学习电流的热效应。
一、电流的热效应
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1.电流的热效应
（1）老师投放电热器图片：
分析这些电热器工作时的特点。
（2） 电流通过导体时 能转化成 能的现象叫做电流的热效应。
举例利用电流热效应工作的用电器和产生的现象。
电
内
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2.实验：电流产生的热量与哪些因素有关
（1）创设情景，提出问题：
①观察老师拿出一个小电热水壶，引导提问：我不按下开关，水就不会被加热，为什么？
②老师按下开关，电热水壶工作。启发提问：刚通电后水为什么不是很热，可过了一会就很热，为什么？
③导线和加热电阻丝串联，电流应该相等，为什么电阻丝热得发烫而能烧开水，而导线并不很热？
没电流。
加热时间太短。
④电流产生热量可能与电流、通电时间及电阻大小有关。
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（2）实验方法指导：
①我们猜想电流通过导体时产生热量的多少可能与多个因素有关，采用哪种实验方法去探究？
②如何判断电流通过导体时产生热量的多少？
控制变量法。
转换法。方案一：如下图：
电流通过电阻丝产生热量
煤油吸收热量
温度计示数升高
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方案二：如下图，电阻丝加热密封容器中的空气， 观察管中液柱上升的高度；液柱上升的越高，产生的热量越多。
电流通过电阻丝产生热量
空气吸收热量体积膨胀
压缩液柱产生高度差
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（3）实验目的
（4）实验器材
（5）实验设计
探究电流产生热量与哪些因素有关
学生电源、开关、导线、滑动变阻器、 玻璃瓶、煤油、电阻丝、温度计
控制变量法设计实验：
①探究电流产生的热量与电阻的关系时，应该保持电流和通电时间相同，改变电阻。
②探究电流产生的热量与电流的关系时，应该保持电阻和通电时间相同，改变电流。
③探究电流产生的热量与通电时间的关系时，应该保持电流和电阻相同，改变通电时间。
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、
（6）实验步骤
①参考课本P128图17-9(a）所示实验电路图，将电源、电阻、开关、电流表和电阻并插有温度计的容器等实验器材连接起来,如下图。读取并记录煤油初温。
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片至合适位置，开始记录通电时间。通电5min和10min，分别记录两个时间温度计示数、电流大小。
③调节滑动变阻器滑片，改变电路中的电流，继续加热5min，记录温度计示数和电流大小。
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④将两个瓶子中装入等质量的煤油，分别插入大小不同电阻丝和温度计，串联接入电路，如下图：
记录两个瓶子中煤油的初温。
⑤开关闭合，调节滑动变阻器至合适位置并计时，5min后记录煤油温度。
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（7）分析数据，得出结论
①数据表格（表内数据为参考数据，上课时应以实验数据为准）
次数 煤油质量/g 电阻丝阻值/Ω 通过电流/A 煤油初温/℃ 5min煤油温度/℃ 10min煤油温度/℃ 煤油升高温度/℃
1
2
3
4
②比较第1次实验5min和10min数据可知，当电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的热量越多。
③分析第1、2次实验5min数据可得，当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
④分析电阻串联时3、4组数据可得，当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
100 5 0.2 20 25 30 5/10
100 5 0.4 30 50 \ 20
100 5 0.2 20 25 \ 5
100 10 0.2 20 30 \ 10
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3.对点训练：小华在进行“探究影响电流热效应的因素”实验时，将图甲所示的装置按照图乙接入电路。
(1)小华保持通电时间一定，调节滑动变阻器，是在探究电流通过导体产生的热量与 的关系；
(2)实验中，可以通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少；
(3)实验中，锥形瓶内的液体应选择 （选填“水”或“煤油”）；
(4)小华要探究电热与电阻的关系，找来了与R阻值 （选填“相同”或“不同”）的电阻R’，分别安装在如甲所示的两个相同装置中，然后将它们 （选填“串联”或“并联”）接入电路。
电流
温度计的示数
煤油
不同
串联
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二、焦耳定律
1. 焦耳定律
阅读课本P129“焦耳定律”部分。
（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.公式及单位：
Q =I2Rt
电流 单位：A
电阻
单位：Ω
时间 单位：s
热量
单位是：J
电流的二次方
导体的电阻
通电时间
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3.电热应用及危害防治
观看视频，了解相关内容。
4.拓展一步：电热与电功
（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。如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
（2）当电动机（电风扇、洗衣机等）工作时，消耗的电能主要转化为机械能，产生的热量远小于其所做的功，即：W＞Q。
课堂小结
电能
电流的热效应
产生热量
内能
实验探究
电流大小
电阻大小
通电时间
影响因素
焦耳定律
转换法
控制变量法
Q=I2Rt
我们一起来闯关
1．如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析错误的是（ ）
A．实验时两节干电池串联目的是增大电压
B．用普通纸代替铝箔纸将不能燃烧
C．实验中发现铝箔纸较细的部位先燃烧，是因为该处的电流大
D．该实验能说明短路带来的危害
2．将两电热丝R1、R2串联起来，接在电路中，如图所示，若R1＞R2，则先被点燃的火柴是（ ）
A．两电热丝上的火柴同时被点燃
B．电护丝R2上的火柴
C．电炉丝R1上的火柴
D．无法确定
C
C
我们一起来闯关
3．一根电炉丝烧坏了，切掉了四分之一后，仍接在原电源上，在相同的时间内产生的热量与原来产生的热量之比（ ）
A．4：3 B．3：4 C．1：3 D．1：4
4．如图是灯L和定值电阻R的I-U图像，则R的阻值为 Ω。当灯L和定值电阻R串联在一电源上时L消耗的功率为0.3W，电源电压为 V，定值电阻R在该电路工作1min产生的热量为 J。
A
10
4
54
我们一起来闯关
5．如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察U形管内液柱高度差 的变化来反映电阻产生热量的多少，这种实验方法的是 ；
(2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多；
转换法
电阻
我们一起来闯关
(3)乙图是为了探究导体产生热量与 的关系；图中R2与R3并联，目的是使通过R1与R2的 不同；
(4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因是R3 （选填“断路”或“短路”）；
(5)排除故障后，在相同时间内R1与R2产生的热量比为 。
电流
断路
4:1
电流
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6．图是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，R1=550Ω，R2=44Ω。该电热器接入电压恒为220V的电路中。求：
(1)低温挡时电热器的电功率；
(2)高温挡时，工作10s产生的热量。
