17.3 焦耳定律 课件 (共28张PPT)2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

(共28张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
第3节 焦耳定律
小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？
1. 认识到电能可以转化为内能，了解电热的应用。
2. 通过实验，探究并了解焦耳定律。
3. 会利用焦耳定律进行简单的计算，理解焦耳定律的内容、公式、
单位及其简单应用。
日常生产、生活中会用到很多用电器，请你结合这些用电器的工作过程，寻找他们工作时的共同特点。
电热毯 电炉 电热水器 热熔胶枪 电烙铁
知识点一、电流的热效应
这些用电器工作时都要消耗_____，都会产生______，在这个过程中，______转化为_____.
电能
热量
电能
内能
【思考】请同学们观察以下用电器的工作过程，这些用电器在工作中有哪些共同特点呢？
点
击
播
放
视
频
1.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.
生活中哪些用电器也是利用电流热效应工作的，比一比看谁知道的多？
【思考与交流】
这两个用电器也是利用电流热效应工作的吗？你是如何判断的？
注意：有些用电器在工作时，电能很少一部分转化为内能，很大一部分转化为内能之外的其他形式的能(如机械能、光能、声能等)，如电风扇、电冰箱、电脑、电视机、洗衣机等.
扇叶转动
电能→______能
电能→______能
发热
画面
电能→_____能
电能→_____能
发声
电能→_____能
发热
机械
内
光
声
内
【思考】
思考下列问题，提出你的猜想！
1.灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什么？
2.相同的导线下，如果将灯泡换成大功率的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，这又是为什么？
3.电熨斗，它通电的时间过长，会产生更多的热量，一不小心，就会损坏衣料。这又是为什么？
电阻不同
电流不同
时间不同
猜想：电流产生的热量可能与电流的大小、导体电阻的大小以及通电时间的长短有关。
知识点二、实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关
控制电流I、时间t相同：研究电阻R变化→对电热Q的影响
控制电阻R、时间t相同：研究电流I变化→对电热Q的影响
控制电阻R、电流I相同：研究时间t变化→对电热Q的影响
控
制
变
量
法
探究实验用什么物理方法？
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
转化
转化
让电流产生的热量被煤油吸收，煤油温度升高，通过观察温度计内液面的升降来比较电流产生热量的多少。
设计实验:
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，即电流做功使电能转化为物体的内能(W＝Q)。当物体的内能增加时，温度就会升高，电流产生的热量越多，温度计管内的液面就上升的越高，示数就越大，我们可以通过温度计示数变化的大小来比较电流产生的热量的多少，从而比较电流做功的多少。
实验目的
实验原理
思考：1.为什么实验中要用煤油？用水不行吗？
因为煤油的比热容比水小，所以，等质量的煤油在吸收相同的热量时，煤油的温度升高的比较快。
2.为什么是等量的煤油，不等量行吗？
只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来讨论电流产生的热量。
实验电路图
实验实物图
探究一：电流产生的热量与通电时间是否有关
进行实验
(1)按下计时器并同时记录温度计的示数，保持电流大小不变。
(2)记录实验数据，并填写到设计好的表格中。
时间t/min 温度t/℃
t1=1min
t2=2min
t2=3min
t2=4min
t2=5min
结论：在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多。
实验电路图
实验实物图
探究二：电流产生的热量与电流大小是否有关
(1)闭合开关，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.2A不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
(2)取质量、初温都与上述实验相同的煤油，实验电路也与上述实验相同，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.4A不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
进行实验
电流I=0.2A 时间 0 1 2 3 4
温度
电流I=0.4A 时间 0 1 2 3 4
温度
结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
实验电路图
实验实物图
探究三：电流产生的热量与电阻大小是否有关
进行实验
闭合开关，保持电路中的电流大小不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
电阻R1=5Ω 时间 0 1 2 3 4
温度
电阻R2=10Ω 时间 0 1 2 3 4
温度
结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
结论：电流通过导体产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间有关；
当电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的热量越多。
当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
Q = I2Rt
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。
Q的单位：J
I的单位：A
R的单位：Ω
t的单位：s
总结：热量与电流、电阻和通电时间有关
知识点三、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。
电暖器、电钣锅、电炉等电能全部转化为内能
电风扇、电动机、电动车等电能主要转化为机械能
1．纯电阻电路：
Q = W
适用欧姆定律及任何公式推导
2．非纯电阻电路：
W电 =W机+ Q热
不适用欧姆定律只能用原始公式
电功和电热关系
科学探究电流的热效应
焦耳定律
电热与电功
电热器
电流的热效应—电流通过导体时，电能转化为内能的现象
内容
公式：Q=I Rt
电能全部转化为内能，Q＝W，即Q＝W＝UIt＝I2Rt
电能部分转化为内能，W >Q
1.下图的用电器中，主要利用电流的热效应工作的是( )
C
A.电视机
B.蓝牙音箱
C.电热水壶
D.空气净化器
2.如图所示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之
连接的导线却不觉得烫手，这是因为( )
D
A.电流通过导线时没有产生热效应
B.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
3.如图所示，将两根电阻丝、 分别插入甲、乙两瓶等质量的煤
油中，串联接入电路， ，通电一段时间后，、 产
生的热量之比为( )
C
A. B. C. D.
4.电阻、连接成如图所示的电路，已知电阻 ，电源
电压恒为。闭合开关，在相同时间内，通过电阻、 的电流之比
为_____，电阻、两端的电压之比为_____，电阻、 消耗的电
能之比为_____，电阻、消耗的电功率之比为_____，电阻、
产生的热量之比为_____。
5.已知一电动机的内阻（转子线圈的电阻）为，两端电压为 时，电
动机正常转动，此时通过电动机的电流为，电动机的电功率为 ，工
作时间为 ，电动机内阻因为电热产生的热量可以表示为( )
B
A. B. C. D.