人教版物理九年级下册18.4《焦耳定律》视频微课+图文讲解+同步练习

3、纯电阻电路中，导体的电热公式Q＝（W= I²Rt=UIt=U²/Rt=Pt）（写出全部公式）；电能公式W＝（Q=UIt=I²Rt=U²/Rt=Pt）（写出全部公式）；电功率公式P＝（UI=I²R=U²/R=W/t=Q/t）（写出全部公式）；发热功率公式P热＝（Q/t=UI=I²R=U²/R=W/t）（写出全部公式）。

4、非纯电阻电路中，导体的电热公式Q＝（I²Rt）；电能公式W＝（Pt=UIt）（写出全部公式）；电功率公式P＝（W/t=UI）（写出全部公式）；发热功率公式P热＝（Q/t=I²R）。

第4节焦耳定律

教学目标：

（一）知识与技能

1、知道电流的热效应；

2、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。

（二）过程与方法：

知道科学研究中常用的等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用。

（三）情感、态度与价值观

通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心。

教学重点：

电流的热效应跟电阻大小的关系

教学难点：

实验操作过程

教学过程：

（一）创设情境，引入新课

教师出示一些电器的图片，让学生观察，提出问题：

（1）比较它们有何不同？

（2）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？

（3）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？

（4）电能在转化为其他形式能的时候，为什么都要发热？影响它们发热的因素是什么？

（5）它们发热时有什么规律？

学生活动：观察、思考、讨论回答问题。

（二）新课教学

1、电流的热效应

电流通过导体时，电能要转化成热，我们把这种现象叫做电流的热效应。

2、探究：电流产生的热跟哪些因素有关

（1）猜想

①可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多；

②可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；

③可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。

教师补充：电流、电压和电阻三个量之间是有联系的，明确了二个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了。

（2）设计实验（采用控制变量法）

①如何控制电流一定时电阻的变化？

②如何控制电阻一定时电流的变化？

③如何比较电流产生热的多少？(转换的思想)

方案：

第一次实验：把两个电阻放在密闭的空气盒中，使之它们产生的热对空气加热。使两电阻丝串联，以保证它们的电流相等；让甲瓶的电阻相对乙瓶中的较大，观察两瓶中空气的膨胀程度，如图1所示。

第二次实验：欲使其电阻一样，电流不等，可以在两个相等的电阻上再并联一个等值的电阻丝，则干路和支路上的电流不相等，如图2所示。

（3）进行实验

（4）分析论证

①在通电电流一定的条件下，电阻越大，电流产生热的功率就越大，

②在电阻一定的条件下，电流越大，电流产生热的功率也越大，

（5）结论

4、焦耳定律

英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定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，跟通电时间成正比的结论，这与我们刚才得出的发热功率与电流、电阻的关系是一致的，于是人们为了记住他，把这个规律叫做焦耳定律。其公式为：Q=I²Rt。

公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。

5、电热的利用和防止

（1）任何用电器工作时都是产生电热。因为用电器都是由一定阻值的导体组成的，导体中或多或少都有电阻，所以电流通过这些电阻时都会发热。

（2）电热的利用

凡是加热的装置都利用了电热。请大家举一些实子说明。

（3）电热的防止

不是想把电能转化为热能，而是想转化为机械能、化学能等装置的用电器都需要防止电热的产生。如电视机的散热窗、电动机的散热风扇等。

（三）课堂小结

学生自己总结本节课所学内容并与同学交流

（四）布置作业

动手动脑学物理

微课精讲

第一课时

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图文解读

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同步练习

基础能力测试 1．图9－36所示为研究焦耳定律的实验装置．装置中，甲、乙两瓶中的电阻丝的电阻是________的(选填“相同”或“不同”)．电路中的滑动变阻器用来改变电阻丝中________的大小．瓶中煤油上升得越高，表明电流产生的热量越________(选填“多”或“少”)(广西中考题)

2．把电阻值不同的两段电热丝串联起来，通电相同时间，则通过它们的电量和产生的热量的关系是 [ ]A．电量相等，热量相等B．电量相等，热量不等C．电量不等，热量相等D．电量不等，热量不等(江苏省常州市中考题)3．在1分钟内有24库的电量通过一段阻值为5欧的电阻丝，则通过电阻丝的电流是________安，这段时间内电流通过电阻丝产生的热量是________焦．(江苏省盐城市中考题)4．如图9－37a、b所示的相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝电阻分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭合开关S后，a、b容器中水温上升较快的是[ ]A．a容器中的水B．b容器中的水C．a、b容器中的水温上升快慢一样D．无法判断(南京市中考题)

5．如图9－38所示，电路两端电压U保持不变，电阻R1＝60欧，电阻R2＝40欧．当开关S断开时，电流表示数为0.3安，则开关S闭合后，50秒内电流通过两电阻产生的热量总和是________焦．(北京市中考题)

6．电阻R1的阻值大于电阻R2的阻值，在电路两端电压不变时，1小时电流产生热量最多的连接方法是[ ]A．R1与R2串联在电路中B．R1与R2并联在电路中C．R1单独接在电路中D．R2单独接在电路中7．已知电阻R1＝2R2，若将R1与R2串联后接在电压为U的电源上，在时间t内通过R2产生的热量为Q2；若将R1和R2并联后接在同一电源上，在相同的时间t内通过R2产生的热量为Q2′，则Q2∶Q2′＝________．(电源的电压不变，电阻不随温度变化)8．把一台电动机接入电压为220伏的电路中工作，通过电动机的电流为5安，电动机线圈的电阻为2欧，每分钟通过电动机的电流所产生的热量为[ ]A．1100焦B．3000焦C．6600焦D．1452000焦(浙江省中考题)9．A、B两电阻串联，在相等的时间内A产生的热量比B多，由此得出下列判断中正确的是[ ]A．通过A的电量比B多B．通过A的电流比B大C．A两端的电压比B高D．A的额定功率比B大(河南省中考题)10．请你把焦耳定律的表示式的含义用4种不同的方式表示出来．(山东省青岛市中考题)11．两根阻值分别为R1＝30欧和R2＝60欧的电热丝，将它们串联后接在家庭电路上，经过18分钟，产生热量Q．如将这两根电热丝并联后仍接在家庭电路上，产生同样热量Q，需多少时间？(设电热丝阻值不受温度变化的影响)(江苏省常州市中考题)
应用创新 12．如图9－39所示，电源电压U保持不变，当滑动变阻器的滑片P由b端滑向a端的过程中，下列说法中错误的是[ ]A．电压表1示数不变，电压表2示数变大，1秒钟通过R1的电流做功变大B．电压表1示数变大，电压表2示数不变，1秒钟通过R1的电流做功变大C．电压表1示数不变，电压表2示数变大，1秒钟通过电路的电流做的总功变大D．电压表1示数不变，电压表2示数变大，1秒钟通过R1的电流产生的热量变多(安徽省中考题)

13．在图9－40所示的电路中，电压表的示数为6伏时，标有“2.5伏1.5瓦”字样的灯泡正常发光．则变阻器R上所加的电压为________伏，通过的电流为________安，1分钟内产生的热量为________焦耳．(甘肃省中考题)

14．如图9－41所示电路，电源电压 U＝ 18伏且保持不变，定值电阻R1＝12欧，变阻器R2的阻值范围是0～100欧，电压表量程为0～15伏，电流表量程为0～0.6安，求：(1)变阻器R2的允许取值范围；(2)若在相同时间内R1的发热量为R2的一半，此时R2每分钟所放出的热量是多少？15．如图9－42所示，电源电压恒为9伏，小灯泡L标有“6 V 3 W”字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～20欧，电阻R2的阻值为30欧．(1)当开关S1与a点接通，开关S2断开时，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路部分的电阻是多大？(2)当开关S1与b点接通，开关S2闭合时，调节滑动变阻器至电阻最大值，试问电流表的示数及R2通电1分钟产生的热量各是多大？(江苏省徐州市中考题) 参考答案 1．不同，电流，多2．B3．0.4，484．B5．3006．B7．1∶98．B9．C10．(1) Q=I2Rt；(2)热量=电流的平方×导体电阻×通电时间；(3)电流流过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关；(4)在电流、电阻一定时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多11．4分钟12．B13．3.5，0.6，12614．(1) 18欧≤R2≤60欧；(2)360焦15．(1)6欧；(2)0.75安，162焦

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