15.4 焦耳定律--2025-2026学年沪粤版物理九年级上册教学课件（37页PPT）
文档属性
| 名称 | 15.4 焦耳定律--2025-2026学年沪粤版物理九年级上册教学课件（37页PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 沪粤版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-14 06:26:02 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
15.4 焦耳定律
第十五章 电能与电功率
沪粤版2025-2026学年 物理九年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
15.4 焦耳定律
教学目标
理解焦耳定律的内容，能准确表述焦耳定律的数学表达式。
通过实验探究，知道电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
能运用焦耳定律解释生活中的相关现象，并进行简单的计算。
了解焦耳定律在实际中的应用与防止，培养运用物理知识解决实际问题的能力。
电流的热效应
电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。生活中很多用电器都是利用电流的热效应工作的，例如电暖器、电熨斗、电水壶等，它们工作时会发热，将电能转化为内能来满足人们的需求。但电流的热效应也有不利的一面，比如电视机、电动机等用电器工作时也会产生热量，如果热量不能及时散发，可能会影响用电器的正常工作，甚至缩短其使用寿命。
焦耳定律
实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
提出问题：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢？
猜想与假设：根据生活经验，猜想电流产生的热量可能与电流大小、导体电阻和通电时间有关。
实验器材：电源、开关、滑动变阻器、定值电阻（不同阻值）、导线、焦耳定律实验装置（如装有等量煤油的烧瓶，瓶中放入电阻丝，插入温度计）。
实验方法：控制变量法。
探究与电阻的关系：控制电流和通电时间相同，使不同阻值的电阻丝串联在电路中，观察煤油温度的变化。
探究与电流的关系：控制电阻和通电时间相同，通过滑动变阻器改变电路中的电流，观察同一电阻丝所在烧瓶中煤油温度的变化。
探究与通电时间的关系：控制电流和电阻相同，改变通电时间，观察煤油温度的变化。
实验现象与结论：
在电流和通电时间相同时，电阻越大，煤油温度升高得越多，说明电流产生的热量越多。
在电阻和通电时间相同时，电流越大，煤油温度升高得越多，说明电流产生的热量越多。
在电流和电阻相同时，通电时间越长，煤油温度升高得越多，说明电流产生的热量越多。
焦耳定律的内容
英国物理学家焦耳通过大量实验，总结出电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的规律：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。这就是焦耳定律。
公式
焦耳定律的数学表达式为：\(Q = I^2Rt\)
式中，\(Q\)表示电流产生的热量，单位是焦耳（J）；
\(I\)表示电流，单位是安培（A）；
\(R\)表示导体的电阻，单位是欧姆（Ω）；
\(t\)表示通电时间，单位是秒（s）。
公式的适用范围
\(Q = I^2Rt\)是焦耳定律的基本公式，适用于任何电路。在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，此时电流产生的热量等于电流所做的功，即\(Q = W = UIt = \frac{U^2}{R}t\)。但在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路，电能大部分转化为机械能，只有一小部分转化为内能，此时\(Q < W\)，只能用\(Q = I^2Rt\)来计算电流产生的热量。
焦耳定律的应用
利用电流的热效应
电热器：如电热水器、电熨斗、电暖器等，这些用电器的核心部件是电阻丝，电阻丝的电阻较大，通过电流时会产生大量的热量。它们是根据电流的热效应制成的，将电能转化为内能来工作。例如，电热水器通过电阻丝发热来加热水，满足人们的生活需求。
保险丝：家庭电路中安装的保险丝是用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。当电路中的电流过大时，根据焦耳定律，保险丝会产生较多的热量，温度迅速升高达到熔点而熔断，自动切断电路，从而起到保护电路的作用。
防止电流的热效应带来的危害
散热设计：电视机、电脑、电动机等用电器工作时会产生热量，为了防止过热损坏，通常会设计散热装置。如电视机后面有散热孔，电脑主机内装有风扇，电动机外壳有散热片等，这些都是为了加快热量的散发。
合理使用：使用用电器时，要避免长时间连续工作，防止热量积累。例如，使用电脑一段时间后应关闭休息一会儿，使用电动机时要注意通风良好等。
例题解析
例题 1：一根电阻丝的电阻为 10Ω，通过的电流为 2A，通电 5min，电阻丝产生的热量是多少？
解：已知\(R = 10 \)，\(I = 2A\)，\(t = 5min = 300s\)
根据焦耳定律\(Q = I^2Rt\)，可得：\(Q=(2A)^2\times10 \times300s = 4A^2\times10 \times300s = 12000J\)
答：电阻丝产生的热量是 12000J。
例题 2：某电动机的线圈电阻为 2Ω，工作时通过的电流为 5A，工作时间为 10min，求电动机线圈产生的热量。
解：已知\(R = 2 \)，\(I = 5A\)，\(t = 10min = 600s\)
根据\(Q = I^2Rt\)，可得：\(Q=(5A)^2\times2 \times600s = 25A^2\times2 \times600s = 30000J\)
答：电动机线圈产生的热量是 30000J。
课堂练习
电流通过导体产生的热量跟（ ）成正比，跟（ ）成正比，跟（ ）成正比，这个规律叫做焦耳定律，公式为（ ）。
一个电阻为 20Ω 的导体，通过的电流为 0.5A，通电 10s，产生的热量是（ ）J。
某电热器的电阻为 50Ω，接在 220V 的电路中，工作 30min，产生的热量是多少？
为什么电动机在工作时需要良好的散热？
课堂总结
电流的热效应是指电流通过导体时电能转化为内能的现象。
焦耳定律揭示了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系：\(Q = I^2Rt\)，适用于任何电路。
焦耳定律在生活中既有应用，如电热器、保险丝等利用电流的热效应工作；也需要防止其危害，如通过散热设计保护用电器。
课后作业
一根电阻丝接在 220V 的电路中，通过的电流为 0.5A，通电 1h，产生的热量是多少？
某电动机的线圈电阻为 1Ω，工作时两端的电压为 220V，通过的电流为 4A，工作 5min，电动机线圈产生的热量是多少？电动机消耗的电能是多少？两者为什么不相等？
调查家里的电热器（如电热水器、电熨斗等），了解其额定功率和电阻，计算它们正常工作时每分钟产生的热量。
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课堂检测
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新知讲解
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变式训练
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中考考法
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小结梳理
学习目录
1
复习引入
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新知讲解
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典例讲解
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
请举例说明。
电烙铁
电流的热效应
一
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 。
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
想想议议
猜想：产生的热量可能跟电流、电阻、通电时间有关。
转化法
控制变量法
通电导体产生的热量多少跟什么因素有关
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
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1：研究电热与电阻关系
R1 =5Ω
R2=10Ω
甲
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。
实验2：研究电热与电流关系
R1 = 5 Ω
A
R1
R’
S
P
R1 = 5 Ω
t = 60 s
R1 = 5 Ω
t = 60 s
不足？
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
t = 60 s
R1 = 5 Ω
R1 = 5 Ω
t = 120 s
实验3：研究电热与通电时间关系
在电流相同、电阻相同的情况下，
通电时间越长，电阻产生的热量越多。
通电导体产生的热量(电热)与导体的电阻、导体中的电流和通电时间的关系。
结论：
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(电热)与电流、电阻和通电时间的关系。
焦 耳
焦耳简介
1．内容：
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．公式：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
焦耳定律
二
1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt = I2Rt = Pt =
2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
W ＞Q
电能 内能+机械能
只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热
三、电能和电热关系
想一想
P=
w
t
W=Pt
P=UI
}
Q = W
I=
U
R
U=IR
}
P=I2R
Q = I2Rt
怎样用电功率公式推导焦耳定律？
W = I2Rt
}
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6480 J
例1：一根 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 6480 J 热量。
解:
I = = = 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
例2：有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？
解：消耗的电能：
W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J
电热Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J
转化为的机械能：
E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J
=5.85×105J
答：电动机消耗的电能为6.6×105焦,产生的热量为7.5×104焦，有5.85×105焦电能转化为机械能。
（一）电热的利用
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。
四、电热的利用和防止
1.原理：利用电流的热效应来工作的。
2.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的
3.电热器的电热和电功的关系
因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以
电热Q=电功W
电热器
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。
（二）电热的防止
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1．下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A．电视机 B．电风扇
C．电脑 D．电炉
[补充设问]电流的热效应是电流通过导体时电能转化为________的现象。
D
知识点1
电流的热效应
内能
2．若电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220 V 60 W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则三个用电器中产生的热量最多的是( )
A．电烙铁 B．电视机
C．电风扇 D．一样多
A
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3．下列事例属于防止电流热效应产生危害的是( )
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．电脑里的散热风扇
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．家里使用电烤箱做比萨
B
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4.[原创题]小明想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图甲所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内都装有煤油，以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1【实验思路】
(1)该实验通过____________________来反映电流通过电阻丝产生热量的多少，这里用了__________(填“等效替代法”
或“转换法”)。
温度计示数的变化
知识点2
探究影响电热的因素
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转换法
甲
【实验过程】
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，两瓶中要装入质量相等、初温________
(填“相同”或“不同”)的煤油。
(3)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，
实验时选用煤油而不选用水，是因为煤油的比热容________ (填“大于”“等于”或“小于”)水的比热容。
相同
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小于
【实验结论】
(4)通过大量实验可得出：在电流和通电时间相
同时，________越大，产生的电热越______。
【实验拓展】
(5)同组的小训安装了如图乙所示电路，可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，装置中的电阻R3的作用主要是_________________________，通电一段时间后，________侧容器中电阻产生的热量多。
电阻
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多
电流
使通过R1、R2的电流不同
左
乙
5．[2025·吉林模拟改编]夏天，人们常用电热驱蚊器驱蚊，它的发热元件是一个阻值为10 000 Ω的电阻，工作电流为0.02 A，则该发热元件通电1 min产生的热量为( )
A．200 J B．240 J
C．400 J D．12 000 J
B
知识点3
探究影响电热的因素
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6．如图所示，电源电压为6 V且保持不变，闭合开关，电压表示数为4.5 V，电流表示数为0.5 A，若通电2 min，则电阻R1产生的热量是________J。
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7．如图所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，若防雾膜的额定功率为20 W，正常工作10 min产生的热量是________J。
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8.[新情境题]2024年5月25日至6月1日为安徽省科技周。为了准备科技活动周，学校举行了创新科技活动，爱动脑筋的小点用甲、乙两个电热丝，制作一个加热元件，甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3，通过的电流之比为3∶1，则相同时间内产生的热量之比为( )
A．2∶1 B．6∶1
C．1∶2 D．1∶6
B
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9.[新考法]小乐按图连接电路，其中R1、R2、R3是三段电阻丝(R1A．a、b、c B．c、a、b
C．a、c、b D．c、b、a
D
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10．[2025·重庆模拟]如图所示的便携式封口机，使用电压为3 V的电源，接通电路后发热电阻温度升高，利用电流的________效应实现高温封口。若发热电阻的电阻为1 Ω，则3 s内产生的热量为________J。用该封口机封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更
________的发热电阻。
热
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大
11．[2024·广州二模改编]小俊购买了一个玩具四驱车电动机，其说明书显示线圈内阻RM＝2.5 Ω，当电动机两端接上3 V电压时它正常转动，通过线圈的电流为0.4 A，则通电1 min，小电动机消耗的电能是______J，线圈产生的热量是______J。
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12．如图所示的是某家用电炖锅的简化电路图。电源电压为220 V，R1和R2均为加热电阻。当开关S接1时为加热状态，功率为880 W；开关S接2时为保温状态，功率为220 W。试求：
(1)电阻R1的阻值是多少？
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解：(1)当开关S接1时为加热状态，
此时电路中只有电阻R1工作，
电阻R1的阻值R1＝ ＝55 Ω。
12．如图所示的是某家用电炖锅的简化电路图。电源电压为220 V，R1和R2均为加热电阻。当开关S接1时为加热状态，功率为880 W；开关S接2时为保温状态，功率为220 W。试求：
(2)电炖锅保温状态下工作10 min，电阻R2产生热量是多少？
开关S接2时为保温状态，此时电阻R1与电阻R2串联。
此时电路中电流I＝ ＝1 A，由欧姆定律得，电路总电阻R＝ ＝220 Ω，电阻R2阻值R2＝R－R1＝220 Ω－55 Ω＝165 Ω，电炖锅保温状态下工作10 min，电阻R2产生的热量Q＝I2R2t＝(1 A)2×165 Ω×10×60 s＝9.9×104 J。
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13.[高阶思维]学校师生自制了一台电烘箱，测试时让箱内电阻丝工作一段时间后，发现箱内温度低于设计温度。为了达到设计要求，在不改变其他条件的情况下，应将箱内电阻丝换成长一些的还是短一些的？________(填“长”或“短”)一些，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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要提高箱内温度，必须使箱内电阻丝产生的热量增多，由Q＝I2Rt＝ 可知，当电源电压和通电时间不变时，应减小电阻丝的电阻，故应将箱内电阻丝变得短一些
课堂小结
焦耳定律的实验和内容
电热的利用和防止
谢谢观看！
15.4 焦耳定律
第十五章 电能与电功率
沪粤版2025-2026学年 物理九年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
15.4 焦耳定律
教学目标
理解焦耳定律的内容，能准确表述焦耳定律的数学表达式。
通过实验探究，知道电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
能运用焦耳定律解释生活中的相关现象，并进行简单的计算。
了解焦耳定律在实际中的应用与防止，培养运用物理知识解决实际问题的能力。
电流的热效应
电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。生活中很多用电器都是利用电流的热效应工作的，例如电暖器、电熨斗、电水壶等，它们工作时会发热，将电能转化为内能来满足人们的需求。但电流的热效应也有不利的一面，比如电视机、电动机等用电器工作时也会产生热量，如果热量不能及时散发，可能会影响用电器的正常工作，甚至缩短其使用寿命。
焦耳定律
实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
提出问题：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢？
猜想与假设：根据生活经验，猜想电流产生的热量可能与电流大小、导体电阻和通电时间有关。
实验器材：电源、开关、滑动变阻器、定值电阻（不同阻值）、导线、焦耳定律实验装置（如装有等量煤油的烧瓶，瓶中放入电阻丝，插入温度计）。
实验方法：控制变量法。
探究与电阻的关系：控制电流和通电时间相同，使不同阻值的电阻丝串联在电路中，观察煤油温度的变化。
探究与电流的关系：控制电阻和通电时间相同，通过滑动变阻器改变电路中的电流，观察同一电阻丝所在烧瓶中煤油温度的变化。
探究与通电时间的关系：控制电流和电阻相同，改变通电时间，观察煤油温度的变化。
实验现象与结论：
在电流和通电时间相同时，电阻越大，煤油温度升高得越多，说明电流产生的热量越多。
在电阻和通电时间相同时，电流越大，煤油温度升高得越多，说明电流产生的热量越多。
在电流和电阻相同时，通电时间越长，煤油温度升高得越多，说明电流产生的热量越多。
焦耳定律的内容
英国物理学家焦耳通过大量实验，总结出电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的规律：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。这就是焦耳定律。
公式
焦耳定律的数学表达式为：\(Q = I^2Rt\)
式中，\(Q\)表示电流产生的热量，单位是焦耳（J）；
\(I\)表示电流，单位是安培（A）；
\(R\)表示导体的电阻，单位是欧姆（Ω）；
\(t\)表示通电时间，单位是秒（s）。
公式的适用范围
\(Q = I^2Rt\)是焦耳定律的基本公式，适用于任何电路。在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，此时电流产生的热量等于电流所做的功，即\(Q = W = UIt = \frac{U^2}{R}t\)。但在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路，电能大部分转化为机械能，只有一小部分转化为内能，此时\(Q < W\)，只能用\(Q = I^2Rt\)来计算电流产生的热量。
焦耳定律的应用
利用电流的热效应
电热器：如电热水器、电熨斗、电暖器等，这些用电器的核心部件是电阻丝，电阻丝的电阻较大，通过电流时会产生大量的热量。它们是根据电流的热效应制成的，将电能转化为内能来工作。例如，电热水器通过电阻丝发热来加热水，满足人们的生活需求。
保险丝：家庭电路中安装的保险丝是用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。当电路中的电流过大时，根据焦耳定律，保险丝会产生较多的热量，温度迅速升高达到熔点而熔断，自动切断电路，从而起到保护电路的作用。
防止电流的热效应带来的危害
散热设计：电视机、电脑、电动机等用电器工作时会产生热量，为了防止过热损坏，通常会设计散热装置。如电视机后面有散热孔，电脑主机内装有风扇，电动机外壳有散热片等，这些都是为了加快热量的散发。
合理使用：使用用电器时，要避免长时间连续工作，防止热量积累。例如，使用电脑一段时间后应关闭休息一会儿，使用电动机时要注意通风良好等。
例题解析
例题 1：一根电阻丝的电阻为 10Ω，通过的电流为 2A，通电 5min，电阻丝产生的热量是多少？
解：已知\(R = 10 \)，\(I = 2A\)，\(t = 5min = 300s\)
根据焦耳定律\(Q = I^2Rt\)，可得：\(Q=(2A)^2\times10 \times300s = 4A^2\times10 \times300s = 12000J\)
答：电阻丝产生的热量是 12000J。
例题 2：某电动机的线圈电阻为 2Ω，工作时通过的电流为 5A，工作时间为 10min，求电动机线圈产生的热量。
解：已知\(R = 2 \)，\(I = 5A\)，\(t = 10min = 600s\)
根据\(Q = I^2Rt\)，可得：\(Q=(5A)^2\times2 \times600s = 25A^2\times2 \times600s = 30000J\)
答：电动机线圈产生的热量是 30000J。
课堂练习
电流通过导体产生的热量跟（ ）成正比，跟（ ）成正比，跟（ ）成正比，这个规律叫做焦耳定律，公式为（ ）。
一个电阻为 20Ω 的导体，通过的电流为 0.5A，通电 10s，产生的热量是（ ）J。
某电热器的电阻为 50Ω，接在 220V 的电路中，工作 30min，产生的热量是多少？
为什么电动机在工作时需要良好的散热？
课堂总结
电流的热效应是指电流通过导体时电能转化为内能的现象。
焦耳定律揭示了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系：\(Q = I^2Rt\)，适用于任何电路。
焦耳定律在生活中既有应用，如电热器、保险丝等利用电流的热效应工作；也需要防止其危害，如通过散热设计保护用电器。
课后作业
一根电阻丝接在 220V 的电路中，通过的电流为 0.5A，通电 1h，产生的热量是多少？
某电动机的线圈电阻为 1Ω，工作时两端的电压为 220V，通过的电流为 4A，工作 5min，电动机线圈产生的热量是多少？电动机消耗的电能是多少？两者为什么不相等？
调查家里的电热器（如电热水器、电熨斗等），了解其额定功率和电阻，计算它们正常工作时每分钟产生的热量。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
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中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
请举例说明。
电烙铁
电流的热效应
一
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 。
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
想想议议
猜想：产生的热量可能跟电流、电阻、通电时间有关。
转化法
控制变量法
通电导体产生的热量多少跟什么因素有关
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
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1：研究电热与电阻关系
R1 =5Ω
R2=10Ω
甲
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。
实验2：研究电热与电流关系
R1 = 5 Ω
A
R1
R’
S
P
R1 = 5 Ω
t = 60 s
R1 = 5 Ω
t = 60 s
不足？
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
t = 60 s
R1 = 5 Ω
R1 = 5 Ω
t = 120 s
实验3：研究电热与通电时间关系
在电流相同、电阻相同的情况下，
通电时间越长，电阻产生的热量越多。
通电导体产生的热量(电热)与导体的电阻、导体中的电流和通电时间的关系。
结论：
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(电热)与电流、电阻和通电时间的关系。
焦 耳
焦耳简介
1．内容：
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．公式：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
焦耳定律
二
1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt = I2Rt = Pt =
2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
W ＞Q
电能 内能+机械能
只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热
三、电能和电热关系
想一想
P=
w
t
W=Pt
P=UI
}
Q = W
I=
U
R
U=IR
}
P=I2R
Q = I2Rt
怎样用电功率公式推导焦耳定律？
W = I2Rt
}
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6480 J
例1：一根 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 6480 J 热量。
解:
I = = = 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
例2：有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？
解：消耗的电能：
W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J
电热Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J
转化为的机械能：
E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J
=5.85×105J
答：电动机消耗的电能为6.6×105焦,产生的热量为7.5×104焦，有5.85×105焦电能转化为机械能。
（一）电热的利用
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。
四、电热的利用和防止
1.原理：利用电流的热效应来工作的。
2.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的
3.电热器的电热和电功的关系
因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以
电热Q=电功W
电热器
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。
（二）电热的防止
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1．下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A．电视机 B．电风扇
C．电脑 D．电炉
[补充设问]电流的热效应是电流通过导体时电能转化为________的现象。
D
知识点1
电流的热效应
内能
2．若电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220 V 60 W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则三个用电器中产生的热量最多的是( )
A．电烙铁 B．电视机
C．电风扇 D．一样多
A
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3．下列事例属于防止电流热效应产生危害的是( )
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．电脑里的散热风扇
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．家里使用电烤箱做比萨
B
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4.[原创题]小明想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图甲所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内都装有煤油，以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1
(1)该实验通过____________________来反映电流通过电阻丝产生热量的多少，这里用了__________(填“等效替代法”
或“转换法”)。
温度计示数的变化
知识点2
探究影响电热的因素
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转换法
甲
【实验过程】
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，两瓶中要装入质量相等、初温________
(填“相同”或“不同”)的煤油。
(3)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，
实验时选用煤油而不选用水，是因为煤油的比热容________ (填“大于”“等于”或“小于”)水的比热容。
相同
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小于
【实验结论】
(4)通过大量实验可得出：在电流和通电时间相
同时，________越大，产生的电热越______。
【实验拓展】
(5)同组的小训安装了如图乙所示电路，可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，装置中的电阻R3的作用主要是_________________________，通电一段时间后，________侧容器中电阻产生的热量多。
电阻
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多
电流
使通过R1、R2的电流不同
左
乙
5．[2025·吉林模拟改编]夏天，人们常用电热驱蚊器驱蚊，它的发热元件是一个阻值为10 000 Ω的电阻，工作电流为0.02 A，则该发热元件通电1 min产生的热量为( )
A．200 J B．240 J
C．400 J D．12 000 J
B
知识点3
探究影响电热的因素
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6．如图所示，电源电压为6 V且保持不变，闭合开关，电压表示数为4.5 V，电流表示数为0.5 A，若通电2 min，则电阻R1产生的热量是________J。
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7．如图所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，若防雾膜的额定功率为20 W，正常工作10 min产生的热量是________J。
12 000
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8.[新情境题]2024年5月25日至6月1日为安徽省科技周。为了准备科技活动周，学校举行了创新科技活动，爱动脑筋的小点用甲、乙两个电热丝，制作一个加热元件，甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3，通过的电流之比为3∶1，则相同时间内产生的热量之比为( )
A．2∶1 B．6∶1
C．1∶2 D．1∶6
B
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9.[新考法]小乐按图连接电路，其中R1、R2、R3是三段电阻丝(R1
C．a、c、b D．c、b、a
D
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10．[2025·重庆模拟]如图所示的便携式封口机，使用电压为3 V的电源，接通电路后发热电阻温度升高，利用电流的________效应实现高温封口。若发热电阻的电阻为1 Ω，则3 s内产生的热量为________J。用该封口机封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更
________的发热电阻。
热
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大
11．[2024·广州二模改编]小俊购买了一个玩具四驱车电动机，其说明书显示线圈内阻RM＝2.5 Ω，当电动机两端接上3 V电压时它正常转动，通过线圈的电流为0.4 A，则通电1 min，小电动机消耗的电能是______J，线圈产生的热量是______J。
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12．如图所示的是某家用电炖锅的简化电路图。电源电压为220 V，R1和R2均为加热电阻。当开关S接1时为加热状态，功率为880 W；开关S接2时为保温状态，功率为220 W。试求：
(1)电阻R1的阻值是多少？
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解：(1)当开关S接1时为加热状态，
此时电路中只有电阻R1工作，
电阻R1的阻值R1＝ ＝55 Ω。
12．如图所示的是某家用电炖锅的简化电路图。电源电压为220 V，R1和R2均为加热电阻。当开关S接1时为加热状态，功率为880 W；开关S接2时为保温状态，功率为220 W。试求：
(2)电炖锅保温状态下工作10 min，电阻R2产生热量是多少？
开关S接2时为保温状态，此时电阻R1与电阻R2串联。
此时电路中电流I＝ ＝1 A，由欧姆定律得，电路总电阻R＝ ＝220 Ω，电阻R2阻值R2＝R－R1＝220 Ω－55 Ω＝165 Ω，电炖锅保温状态下工作10 min，电阻R2产生的热量Q＝I2R2t＝(1 A)2×165 Ω×10×60 s＝9.9×104 J。
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13.[高阶思维]学校师生自制了一台电烘箱，测试时让箱内电阻丝工作一段时间后，发现箱内温度低于设计温度。为了达到设计要求，在不改变其他条件的情况下，应将箱内电阻丝换成长一些的还是短一些的？________(填“长”或“短”)一些，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
短
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要提高箱内温度，必须使箱内电阻丝产生的热量增多，由Q＝I2Rt＝ 可知，当电源电压和通电时间不变时，应减小电阻丝的电阻，故应将箱内电阻丝变得短一些
课堂小结
焦耳定律的实验和内容
电热的利用和防止
谢谢观看！
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