16.3 焦耳定律课件（24页）2025-2026学年物理鲁科版（五四学制）九年级下册

(共24张PPT)
初中物理鲁科版（五四学制）（2024）九年级下册
第十六章 电功 电功率
第3节 焦耳定律
1.知道电流的热效应，知道电热与哪些因素有关。
2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。
3.知道利用和防止电热的场合和方法。
4.会用焦耳定律进行简单计算。
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。
电炉 电热水器 热熔胶枪 电烙铁 电饭煲
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
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？
知识点一：电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。
问题：
电流大小
通电时间
阻值大小
猜想：
电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
电暖气工作时，电热丝通过导线接到电路中。为什么电热丝热得发红，而导线却几乎不发热？
思考
当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？
控制变量法
电热的多少该如何测量？
思考
转换法
Q电热
空气受热膨胀
U形管内液面高度差
探究1：电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系
改变电阻 R，同时控制电流 I、通电时间 t 不变，观察U形管液面高度的变化。
实验结论：
在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多。
探究2：电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系
改变电流 I，同时控制电阻R、通电时间 t 不变，观察U形管液面高度的变化。
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。
实验结论：
探究3：电流通过导体时产生热量的多少与通电时间的关系
改变通电时间 t，同时控制电阻R、电流 I不变，观察U形管液面高度的变化。
在电阻相同、电流相同的情况下，一段电阻丝的通电时间越大，这段电阻丝产生的热量越多。
实验结论：
知识点二：焦耳定律
　　焦耳（J.P.Joule，1818—1889），英国物理学家。通过大量的实验，于 1840 年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
焦 耳
Q ：热量
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。
1.焦耳定律
2.公式
Q = I 2 R t
电阻
通电时间
电流的二次方
单位：焦（J）
I ：电流
单位：安（A）
R ：电阻
单位：欧（Ω）
t ： 时间
单位：秒（s）
理论推导
电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。
Q=W
W=UIt
U=IR
Q=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 = t来计算热量。
纯电阻电路
非纯电阻电路
电能和电热的关系
电阻全部转化为内能（只发热）。W = Q
实例：白炽灯、电饭锅、卡住的电动机
电阻转化为其他形式的能和内能。W > Q（W = Q + W外）
实例：电风扇、转动的电动机、电视、电脑
电功：
电功率：
电热：
电功与电热的区别
电功（W） 电热（Q）
区别 含义 电流所做的功 电流通过导体时所产生的热量
单位 J 或 kW·h J
决定式 W = UIt Q = I2Rt
推导式 (纯电阻电路)
联系 纯电阻电路： 非纯电阻电路：Q < W 将某电熨斗接入220V的电路中，正常工作时，其电阻丝的电阻为44Ω，则该电熨斗在10min内会产生多少热量？
分析：根据欧姆定律可求出通过电阻丝的电流，根据焦耳定律可求出该电熨斗在10min内产生的热量。
解答：通过电阻丝的电流
I= = =5A
该电熨斗在10min内产生的热量
Q=I2Rt=(5A)2×44Ω×10×60s=6.6×105J
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎矛盾，这是怎么回事
前者前提条件是电压相同，虽说额定电功率大的灯泡电阻小，但此时该灯泡的电流较大；而后者说前提条件是电流相同，按照焦耳定律当然是电阻大的产生热量多。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
知识点三：电热的利用和防止
1.电热的利用
电热器
主要部分：
发热体
原理：
电流的热效应
发热体
电阻率大熔点高
优点：
清洁卫生、热效率高、控制方便
电热孵化
电热器
植物培养室
烙画和电烙笔
中国传统艺术珍品——烙画，期初是用火烧热烙铁在物体上熨出烙痕作画，使用电烙笔后可更方便地控制温度，极大地促进了烙画艺术的发展。
2.电热的防止
散热风扇
电视机后盖
散热风扇
减小电热的方法：
1.减小电阻（更换导线）
2.加快散热（散热孔、散热片、散热风扇等）
散热孔（窗）
危害：
绝缘材料迅速老化、损坏，严重的甚至引起火灾。
焦耳定律
电流的热效应
电流的热效应含义与理解
影响电流通过导体时产生热量的多少
焦耳定律
焦耳定律：Q=I2Rt
电热的利用
电热的防止
利用焦耳定律解决实际问题
电热的利用和防止
2.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电压为220V的电路中，相同时间内它们发热情况是（ ）
A.甲放热多 B.乙放热多
C.同样多 D.无法判断
1.计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A.UIt B. C.I2Rt D.前面三个都可以
C
B
U2
R
t
3.用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”。电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1A.该装置可以用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升得较快
C.实验中，通过温度计示数的变化来
比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的
水，可比较煤油和水的比热容大小
C