18.4焦耳定律 教学课件（33页PPT）2025-2026九年级全册人教版

(共33张PPT)
初中物理 人教版 九年级 第十八章
4.焦耳定律
铅笔芯能发光，是真的吗？
铅笔芯
电源
导线
玻璃罩
铅笔芯能发光，是真的吗？
0.5mm
电流越大，铅笔芯越亮。
电阻越小，铅笔芯越暗。
1.1mm
科学家们对灯丝材料的研究
碳丝—钨丝
白炽灯发光时，能量转化过程？
白炽灯发光时，能量转化过程？
电能—内能和光能
电能——内能和光能
电能——内能和机械能
电能——内能
一、电流的热效应
　　 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。
思考：电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关
二、探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关
猜想：
1、铅笔芯：0.5mm—1.1mm
电流相同，电阻变小，亮度变暗，电热变少。
2、铅笔芯：0.5mm
电阻相同，电流变大，亮度变亮，电热变多。
设计：
1、如何反映导体通电时产生热量多少
对于看不见的现象、不易测量的物理量我们通常采用转换法！
实验装置介绍：
设计：
1、如何反映导体通电时产生热量多少
2、如何探究导体通电时产生热量多少与三个因素的关系
利用U型管左右两侧液面的高度差来反映导体通电时产生热量多少-转换法
控制变量法
实验1：研究电热和电阻的关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
控制电流和通电时间相同
实验1：研究电热和电流的关系
控制电阻和通电时间相同，改变电流
R1 =10 Ω
R2 = 10 Ω
R1 = 10 Ω
R2 = 10 Ω
×
×
实验1：研究电热和电流的关系
控制电阻和通电时间相同
I = 2I1
I
A
R = 10Ω
R =10 Ω
R = 10 Ω
I1
10Ω
10Ω
10Ω
通电导体产生热量与电流、电阻和通电时间三个量之间有着怎样的定量关系呢？
唔，电热不好测，该怎么测呢？
焦耳
把通电导体放入水中，利用水吸热之后升高的温度来代替导体通电时放出热量的多少
焦耳
Q放接近于Q水=cm△t
Q放正比于△t
焦耳的实验装置介绍：
温度计
缠绕导线的玻璃棒
实验数据：
串联金属导体实验材料 电阻 比值 浸泡第一个电阻水温升高情况 浸泡第二个电阻水温升高情况
R1（长1.83m，直径0.09cm的铜丝） R2（长1.83m，直径0.05cm的铜丝） 3.4/1.27 3.4 1.3
R1（长1.83m，直径0.09cm的铜丝） R2（长1.83m，直径0.10cm的铁丝） 6/5.51 6 5.5
R4（长28.58m，直径0.05cm的铜丝） R5（长0.58m，直径0.17cm的水银） 4.4/3 4.4 2.9
电热与导体的电阻成正比
控制电流和通电时间相同
三、焦耳定律
1．内容：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。
2．公式：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
　　焦耳（1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电热与电流、电阻和通电时间的关系。他的坚毅、执着与创新的品质令人称赞，他高超的实验技能与永不向命运低头的精神令人叹服。
I
R
Q
2Q
Q
Q
2R
I
R
R
I
理论推导
推导1：研究电热Q与电阻R的定量关系
等效替代法
3Q
Q
Q
Q
R
R
I
R
3R
I
I
R
Q
理论推导
推导1：研究电热Q与电阻R的定量关系
理论推导
推导1：研究电热Q与电阻R的定量关系
　　当电流和通电时间相同的情况下，电流通过导体产生的热量与电阻成正比。
I
R
Q
2I
R
4Q
Q
Q
R
2I
I
I
R
R
R
Q
Q
2R
2R
2I
I
I
推
导
电
热
与
电
流
的
定
量
关
系
推
导
电
热
与
电
流
的
定
量
关
系
I
R
Q
9Q
3I
R
3R
3R
3I
I
I
I
3R
R
I
I
R
R
R
R
R
R
I
R
R
3I
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
理论推导
推导2：研究电热Q与电流I的定量关系
　　当电阻和通电时间相同的情况下，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。
四、电能和电热的关系
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 = UIt = I2Rt
　　如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
　　W ＞ Q热
电能 内能+机械能
焦耳定律的实验和内容
电热的利用和危害
课堂小结
感谢同学们的陪伴与聆听