15.4 探究焦耳定律(沪粤新版)
15.4 探究焦耳定律 第1课时 探究焦耳定律—2020年秋季九年级物理上册(沪粤版)(共28张PPT)
A．电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值 大小有关
B．电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电 流大小有关
C．电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的通电时 间长短有关
14. 两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同温度计，四 根不同阻值(R1>R2 R3＝R4）的电阻丝，以及相同的滑动 变阻器、开关、导线、电源等.两个实验小组根据提供的 实验器材，分别设计了如图甲、乙所示的两个方案.
（1）甲方案可探究电流和通电时间一定时，电流产 生的热量跟 电阻 关系.
（2）乙方案可探究 电阻 和通电时间一定时，电 流产生的热量跟 电流 关系.
15.4 探究焦耳定律
第1课时 探究焦耳定律
1. 电流的热效应及其影响因素
（1）电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流 的 热效应 .
（2）通过导体产生的热量跟导体的 电阻 、导体 中的 电流 以及 通电时间 有关.
2. 焦耳定律 （1）内容：电流流过导体时产生的热量，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 ，式中 Q 表示电流流过导 体时产生的热量，I 表示导体中的电流，R 表示导体的电 阻，t 表示通电时间.
A．电风扇 B．电水壶 C．扬声器 D．滚筒洗衣机
11. 为了探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关， 某同学将两段阻值不同的电阻丝 R1、R2 分别密封在两个 完全相同的烧瓶中，并设计了如图甲、乙所示的两套装 置.已知所用的蓄电池电压相等且保持不变，R1＜R2，装 入烧瓶的煤油质量相等.下列有关此探究活动的各种表 述，错误的是（ D ）
沪粤版九年级上册 物理 教案 15.4探究焦耳定律
探究焦耳定律粤沪版九年级物理第15章第4节【课题】探究焦耳定律【教学内容分析】本节是在前面学习了电能和电功的基础上，研究电能转化成内能的定量关系，探究并了解焦耳定律，了解电热的应用与控制。
教材的编写思路是以电流热效应的概念引入，以“探究-规律-应用”为主线，以探究电热与什么因素有关为核心探究内容，让学生较为系统地认识焦耳定律的来龙去脉。
本节的主要内容有探究通电导体放出的热量与哪些因素有关，焦耳定律及其公式，电流热效应的应用与控制。
【教学对象分析】初三学生对生活中电流热效应的应用并不陌生，在实验中使用控制变量法和转换法设计实验也较熟悉。
所以探究电热与什么因素有关的实验可以放手让学生设计，从而体验成功的快乐。
学生的数学逻辑分析能力有了一定的基础，以演示实验定量分析电热与电阻成正比，与电流的平方成正比也并不困难。
设计问题接近学生的最近发展区，从定性研究深入到定量研究，突破焦耳定律的难点。
【教学目标】知识与技能：了解电流热效应的生活应用；过程与方法：通过实验探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关，在设计实验中运用控制变量法和转换法。
情感态度价值观：知道利用和减小电热的方法，认识科学是有用，辩证地看待电热在生活中的利与弊。
【教学重、难点】教学重点：通过设计与进行实验探究电热与什么因素有关；教学难点：通过实验定量分析电热和电阻、电流的关系。
【教学用具】多媒体硬件、干电池、口香糖纸、电暖器、白炽灯、学生稳压6V电源、焦耳定律演示板、学生分组实验器材【教学流程图】野外求生、激趣引入→演示实验：一节干电池烧着口香糖铝箔纸，引入电流热效应概念。
走进生活、了解应用→认识电流热效应的产生原因，应用举例。
提出问题、大胆猜想→电流通过产生热量与什么因素有关？设计实验、动手探究→小组运用控制变量法设计实验、分享电路图、动手实验、得出结论。
深入探讨、乐于分析→演示实验，探究电阻和电流谁对电热的影响更大。
走近伟人、学习定律→了解焦耳探索科学奥秘的艰辛历程，学习他孜孜不倦的求知精神。
沪粤版九年级物理下册课件：15.4 探究焦耳定律
同一电源的两端，通电20 min，电流产生的热量是
A.1.2×104 J
B.3.75×102 J
( A)
C.7.5×102 J
D.6.0×103 J
课后作业
4.某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作
时的电阻，将壶中装入1 kg 25 ℃的自来水，按下开关后3
min水被烧开（假设热量完全被水吸收）.则该电热水壶正
子表明：电压一定时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻
成__反__比.
4.1840年，英国物理学家焦耳发现：电流通过导体时产生的热
量跟_电__流__的__平__方___成正比，跟_导__体__的__电__阻__成正比，还跟_通__电_ _时__间__成正比.
5. 电热器是利用_电__流__的__热__效__应__的原理制成的. 电热有利有弊，
课堂演练
【 例 5】 如 图 15-4-3 所 示 电 路 ， 灯 泡 L1 、 L2 、 L3 分 别 标 有 “6 V 3 W”“6 V 3.6 W”“10 V 5 W”字样（不考虑温度对灯 丝电阻的影响）.
（1）只闭合开关S1时，要使其中一只灯 泡正常发光，另一只不烧坏，电源最大 电压是_1_1_V，通电1 min灯泡L2产生的热 量是_1_5_0__J. （2）如果电源电压为2.4 V，要使电流表 示数最大，则应闭合开关__S_1、__S_2_、__S_3_， 电流表示数为__0_.3_2__A.
第十五章 电能与电功率
15.4 探究焦耳定律
课前预习
1. 电流通过导体时都要发热，这种现象叫做电流的__热__效__应__.
2. 在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P=_I_2R__.这个式子
15.4探究焦耳定律 沪粤版
随堂练习
关于焦耳定律（电热）的计算练习题 1.某导体的电阻是2Ω,通过2A的电流时， 1min产生多少焦耳的热量？ 解：Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J 若电流变为原来的2倍，其它条件不变， 则电热是原来的_______倍 4
2.一只额定功率是450w的电饭锅，在额 定电压下使用，每分钟产生多少热量？
15.4 探究焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象 产生。请举例说明。
一、电流的热效应
电流通过导体,导体会发热，这个现象叫做电 流的热效应。（此过程电能转化为内能）
想想议议
1.取暖器和导线通过电流相同，为 什么取暖器热得发红，而导线却几 乎不发热? 2.电熨斗通电一段时间非常热？而 导线不怎么热? 电流通过导体时产生热量跟哪些因素有关？
想想，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。二者似乎有矛盾， 这是怎么回事? 答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内 产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说， 电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件 是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式 时应该特别注意条件。
6.在家庭电路中，有时导线长度不够， 需要把两根连接起来，而连接处往往比 别处更容易发热，加速老化，甚至引起 火灾。这是为什么？
答： 根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻 越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电 阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造 成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火 灾
四、电流热效应的应用与控制 1.电流热效应的利用
用来加热
利用电热孵化器孵小鸡
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。
九年级物理上册15.4探究焦耳定律课件1(新版)沪粤版.
15.4探究焦耳定律
、电流热效应:
电洗通过导俸时9导体忌
农煞的，这种现彖叫做电洗的M釵惑o
二、探究电流的热效应与哪些因素有关？
猜想：
• 1 •电流的热效应可能与电流的大小有关• 2 •电流的热效应可能与电阻的大小有关• 3 •电流的热效应可能与通电时间的长短有关
焦耳定律数学表达式
W=Q Q=I2RT
复习电功率
1＞电功率的物理意义：
表示电流做功快慢的物理量
2、电功率的定义：
电功跟电流做功所用时间的比值
3、电功率的计算公式：
w W = UIt I 二* P= R2
-y P = UI K
1P=I2R
纯电阻电路
例一：根据灯泡铭牌标志“Pz220・40w”
可以知道那些物理量?
1、灯泡的额定电压：220V.
2、灯泡的额定功率：40w.
3、灯泡的额定电流:
4、灯泡的电阻:(220/)2
= i2i(n
40w
例2： L14t220 40w”和L2“220V 100w M并联在220V的电源上，实际功率各是多少？谁较亮？如果串联在220V 的电
源上，实际功率是多少？谁较亮？
解：并联时实际电压等于额定电压，所以实际功率等于额定功率。
L2较亮。
£l=(22OOl = 121(n 陽1 4E
/?i=
J/2 2
%^ = (22001 = 48^ 畅 2 10E
所以我们发现，瓦数大的灯泡灯丝较短较粗。
15.4探究焦耳定律(沪粤版)
烫手
不烫手
跟电阻
有关
跟电流
有关
跟时间有关
第8页，共31页。
制定计划与设计实验：
1.如何知道产生热量的多少：
在某一段时间内，通过观察温度计示数的高低，来反 映电流通过导体产生的热量（转换法）。
2. 运用好控制变量的思想:
(1)选两个相同的容器; (2)装等质量的初温相同的煤油; (3)通电时间要相同；
1、电流热效应的应用
电流热效应的应用很广泛
第21页，共31页。
电热器：利用电流的热效应制成的加热
设备 1、电热器的主要组成部分：发热体
2、发热体一般由电阻率大、熔点高的金属 丝绕在绝缘材料上做成的。
3、电热器的优点：清洁、无污染、热效率
高，且便于控制和调节。
第22页，共31页。
2、电流热效应的控制（防护）
耗1千瓦时电能.
2002222//22/2/211
第26页，共31页。
5、如图是一个电热毯的简化电路图，电源电 压为220V，R1是发热电阻，R2是阻值为616Ω的分 压电阻，S是控制电热毯工作状态的开关。S转到触 点1为断开状态；S转到触点2为低温状态；S转到触 点3为高温状态，此时功率为100W。求： （l）当开关S转到触点3时。电热毯的发热电阻R1是 多少Ω？
（2）当开关S转到触点2时， 通过电路的电流是多少安？ 发热电阻R1消耗的功率是 多少瓦特？
第27页，共31页。
6、CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示 ，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷 开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时
，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电
英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精 确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系， 即焦耳定律.
九年级物理上册_15.4探究焦耳定律课件 (新版)粤教沪版
课堂小结
• 1.电热与电阻的关系 （1）电流相等时，在一定时间内，导体产
生的热量跟电阻成正比。 （2）电压相等时，在一定时间内，导体产
生的热量跟电阻成反比。 • 2.电热的应用和控制 （1）焦耳定律 Q =I2Rt （2）电热的应用和控制
3. 下列用电器正常工作时，要防止电流热 效应的是( B )
A．电灯
B．电视机
C．电饭锅
D．电熨斗
4. 下列家用电器中，利用电流热效应工作 的是( B )
A．电风扇
B．电饭锅
C．电冰箱
D．电视机
课时练习
1.电流通过导体时产生的热量跟_电__流__的__平__方_成正比，跟导体 的_电__阻_成正比，跟_通__电__的__时__间_成正比，这个规律叫做焦耳 定律，数字 表达式是_Q_=__I2_R_t_.
U2 R
t=I2Rt
非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q)
二、电流热效应的应用与控制
• 根据焦耳定律可知，生活中用电器在工 作时，会产生电热，怎样合理地应用电 热和防止电热造成的危害呢？
电热的利用和防止
1.电热器：利用电流来加热的设备。 主要部件：发热体（电阻率大、熔点高） 应用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化 器、电烙铁等等。
2.电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主 机里面的小电风扇等等。
牛刀小试
1.焦耳定律是反映电流的 热 效应的 规律，即__电_能__转化为 热能 的规律。 2.电流通过电风扇做功时, 电 能转化 为_热__能和___机___械_______ 能，如果电流做功 3.6×106J,电风扇获得的机械能一定 ___小_于__ 3.6×106J。
导体在一定时间内产生的热量较少。
15.4探究焦耳定律课件沪粤版物理九年级上册
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焦耳定律 2. [2023·马鞍山模拟]某导体的电阻为20 Ω，当通过它的电流
为2 A时，则其1 min产生的热量为 4 800 J。
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解：“U”形插入法可以增大连接处的接触面积，在长 度、材料不变时，减小连接处的电阻，根据Q＝I2Rt可 得，当电流、通电时间一定时，连接处的电阻越小。连 接处产生的热量越少，更安全。
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11. [2024年1月铜陵期末]如图所示的电路中，定值电阻 R2＝12 Ω，电动机M的线圈电阻R＝0.5 Ω，闭合开关 S，电动机转动稳定后，电压表的示数U＝4 V，电阻 R2的电功率P2＝3 W，干路电流I＝1 A，不计电动机 的摩擦损耗等。求： (3)R1的阻值。
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4. 【易错题】一台电动机的额定电压是220 V，其电阻是1 Ω，正常工作时通过的电流为5 A，则电动机消耗电能的功 率是 1 100 W，工作10 s后电动机产生的热量 是 250 J。 易错点睛：纯电阻电路中，Q＝W；非纯电阻电路中，Q ＜W。电动机是非纯电阻用电器，消耗的电能和产生的热 量不相等。
第十五章 电能与电功率 15. 4探究焦耳定律
通电导体放出的热量的有关因素 1. 如图所示为“探究电流通过导体产生的热量与电阻的关
沪粤版九年级上册物理同步精品练习15.4《探究焦耳定律》(分层练习)原卷版+解析
15.4 探究焦耳定律一、单选题1．（2023·北京·校联考模拟预测）如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（）A．电煮锅B．迷你电冰箱C．扫地机器人D．笔记本电脑2．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台，分别接入电路中均正常工作，在相同时间内（）A．三个用电器产生的热量相同B．电风扇消耗的电能最多C．电炉将消耗的电能转化为内能最多D．单独将电冰箱接入电路时，电能表转得最快3．（2023·广东广州·华南师大附中校考一模）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。
下列说法正确的是（）①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象A．①②B．②③C．②④D．③④4．（2023春·吉林长春·九年级吉林省第二实验学校校考阶段练习）根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。
下列4 组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（）A．30mA 0.5s B．20mA 1.2s C．25mA 2.0s D．35mA 0.2s二、填空题5．（2023·广东肇庆·统考二模）如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。
实验中通过观察U形管中液面______ 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫______ 法。
6．（2023·安徽六安·统考一模）美国罗切斯特大学的物理学家兰加•迪亚斯（RangaDias）宣布，他们的团队创造出能在室温条件下实现超导的超导体。
沪粤版物理《探究焦耳定律》PPT课件
课堂小结
定义
电流的热效应
通电导体放出的 热量跟哪些因素
有关
电流大小 电阻大小 通电时间
随堂训练
1.电流的热效应是电流通过导体时__电_ 能__转化成__热 __的现象。
电热器是利用电流的_热__效__应__制成的加热设备。 2.“在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持
_电__阻__、_时__间__一定，用滑动变阻器改变电阻丝的电流。
九年级物理（HY） 教学课件
第十五章 电能与电功率
15.4 探究焦耳定律
第2课时 焦耳定律的应用
导入新课
讲授新课
课堂小结
随堂训练
导入新课
回顾与复习
1.对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长， 产生的热量越多。
2.对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越 大越长，产生的热量越多。
随堂训练
1.一个20Ω的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上消耗的 电能是_6_0_0_J_,释放热量为__6_0_0_J_。
2.一个电阻通过0.2A的电流5min，电阻上产生的热量为 600J，这个电阻的阻值是_5_0_ Ω。
3.一个200Ω的电阻通电2min，电阻上消耗的电能是4.5× 104J,则通过电阻的电流是_1_._3_7_A_。
（3）可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。
讲授新课
实验与探究 （1）如图所示，控制电阻R、电流I相同，闭合开关，每隔一
定时间记录一次温度计的示数，比较通电时间对电热的 影响；
通电时间越长温度计示数越大
讲授新课
实验与探究 （2）相同时间内通过R的电流为I所产热的多少；
沪粤版九年级物理 15.4 探究焦耳定律(学习、上课课件)
控制通电时间、电流不变，改变电阻。根据串联电路的
特点，可选取两根阻值不同的电阻丝串联接入电路，以
保证电流和通电时间
相同，所以实验装置
图和电路图如图2
所示。
感悟新知
2. 进行实验
知1－讲
(1)按照设计好的电路图连接电路。
(2)闭合开关，保持电路中的电流大小不变，每隔 1 min
记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
感悟新知
知1－练
例 1 [鹤山期末] 如图5是探究影响电流产生热量的因素的 实验装置。在两个相同的烧瓶中装满初温相同的煤 油，插入两支相同的温度计， 瓶中电阻丝为定值电阻， 其关系为R甲＞ R乙。
感悟新知
知1－练
解题秘方：探究电热影响因素时，运用串联电路 的电流相等来控制电流和通电时间相同。通过相 同的烧瓶装相同的液体来比较产生电热的多少。
感悟新知
知1－练
(1)实验中，通过观察_温__度__计__升__高__的__示__数___来判断电流通过 导体产生热量的多少。 解析：根据转换法可知，实验中，我们通过温度计升高 的示数反映导体产生热量的多少。
感悟新知
知1－练
(2)闭合开关一段时间，观察到甲瓶中煤油的温度高于乙瓶
中煤油的温度。这表明在__电__流__和__通__电__时__间__相同时，
2. 公式
焦耳定律公式 Q＝I2Rt结合欧姆
(1)基本公式：Q＝I2Rt。 定律公式I＝UR推导出来的。 (2)推导公式：Q＝UR2t＝UIt＝Pt＝W。
3. 单位 热量的单位和电功的单位相同也是焦耳。
感悟新知
4. 电热计算的要点
知2－讲
(1)焦耳定律公式Q＝I2Rt普遍适用；推导公式Q＝UR2t＝ UIt＝Pt＝W，只适用于电能全部转化为内能的电路(俗 称纯电阻电路)。
沪粤版初中物理九年级15.4探究焦耳定律学案
沪粤版初中物理九年级 15.4 探究焦耳定律学案一、教学内容本节课的教学内容来自于沪粤版初中物理九年级第15章第4节，主要内容包括：1. 焦耳定律的定义：电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
2. 焦耳定律的定量表达式：Q = I^2 R t。
3. 焦耳定律的实验验证：通过实验探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系。
二、教学目标1. 理解焦耳定律的定义和定量表达式。
2. 能够运用焦耳定律解释生活中的物理现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
三、教学难点与重点重点：焦耳定律的定义和定量表达式。
难点：焦耳定律的实验验证和应用。
四、教具与学具准备教具：电源、电流表、电压表、电阻丝、计时器。
学具：笔记本、笔、实验报告表格。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过讨论家庭电路中电流产生的热量现象，引发学生对电流产生热量的思考。
2. 知识讲解：讲解焦耳定律的定义和定量表达式，让学生理解电流通过导体产生热量的规律。
3. 实验探究：引导学生进行焦耳定律的实验验证，观察电流、电阻、通电时间对导体产生的热量的影响。
4. 例题讲解：通过例题讲解，让学生学会运用焦耳定律解决问题。
5. 随堂练习：设计一些练习题，让学生巩固所学知识。
6. 板书设计：焦耳定律：Q = I^2 R t7. 作业设计：题目1：已知一段电阻丝的电阻为R，通过它的电流为I，通电时间为t，求这段电阻丝产生的热量。
答案：Q = I^2 R t题目2：一段电阻丝的电阻为10Ω，通过它的电流为2A，通电时间为5s，求这段电阻丝产生的热量。
答案：Q = (2A)^2 10Ω 5s = 200J六、课后反思及拓展延伸通过本节课的教学，学生应该能够理解焦耳定律的定义和定量表达式，并能够运用焦耳定律解释生活中的物理现象。
在实验探究环节，学生应该能够操作实验仪器，观察实验现象，并能够分析实验结果。
在课后，学生可以通过查阅资料，了解焦耳定律在实际应用中的例子，进一步拓展对焦耳定律的认识。
沪粤版九年级物理上册15.4探究焦耳定律教案
沪粤版九年级物理上册15.4探究焦耳定律教案一、教学内容本节课的教学内容为沪粤版九年级物理上册第15.4节——探究焦耳定律。
本节课的主要内容是通过实验探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
二、教学目标1. 让学生通过实验观察和数据分析，理解焦耳定律的内容，掌握电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
2. 培养学生的实验操作能力，提高学生的观察和分析问题的能力。
3. 培养学生合作学习的精神，提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点1. 教学难点：让学生理解并掌握焦耳定律的内容，以及如何运用焦耳定律解决实际问题。
2. 教学重点：让学生通过实验探究，掌握电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
四、教具与学具准备1. 教具：电源、电流表、电压表、电阻丝、滑动变阻器、计时器等。
2. 学具：实验报告册、实验记录表、剪刀、胶带等。
五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察家庭电路中的电热器，引导学生思考电流通过导体产生热量的原因。
2. 理论讲解：讲解焦耳定律的内容，让学生理解电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
3. 实验探究：让学生分组进行实验，观察和记录电流通过电阻丝产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
5. 例题讲解：讲解如何运用焦耳定律解决实际问题，如计算电热器的功率。
6. 随堂练习：让学生运用焦耳定律计算一些实际问题，巩固所学知识。
六、板书设计1. 焦耳定律的内容2. 电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系七、作业设计（1）一个电流为2安，电阻为10欧的电阻丝通电1分钟，产生的热量是多少？（2）一个电流为4安，电阻为5欧的电阻丝通电2分钟，产生的热量是多少？2. 答案：（1）产生的热量为1200焦耳。
（2）产生的热量为800焦耳。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过实验和练习，让学生掌握了焦耳定律的内容和应用，但在实验操作和数据分析方面仍有待提高。
九年级物理上册15.4探究焦耳定律教案(新版)粤教沪版
15．4 探究焦耳定律1．知道电流的热效应。
2．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。
3．通过探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。
重点实验探究电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系以及电流热效应应用的利弊。
难点焦耳定律的理解及电热的计算。
两只相同的带有三孔软木塞的玻璃容器内装有等质量的煤油，两根与电阻丝相连的铜杆接线柱两副，它们电阻丝的阻值分别为5Ω、10Ω，并分别置于两个软木塞的两个孔中，两支相同温度计分别从两个软木塞的另一孔中穿过插进煤油中。
学生电源(输出电流大于2A)、导线、开关。
一、创设情境，导入新课问：(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡有什么感觉？为什么？(2)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？学生：发烫，可能是由于通电后电流使导体发热。
教师：电流通过导体时，导体要发热，这是一种普遍的现象，如电流通过灯泡的灯丝，灯丝发热、发光，电流通过电炉丝，电炉丝要发热，各种电器工作，时间长了，电器的外部都会发热。
电流通过导体时，导体总是会发热的，物理学中把这种现象叫做电流的热效应。
板书：电流的热效应二、新课教学(一)通电导体放出的热量跟哪些因素有关1．猜想：根据生活中的经验，请同学们猜想：通电导体产生的热量跟哪些因素有关？ 学生猜可能与电阻有关，与电压有关，与电流有关。
引导学生根据日常生活中的现象进行分析：电热Q ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫电流I 电阻R 通电时间t 有关(先引导学生分析电流产生的热量Q 跟电流I 、电阻R 和通电时间t 有关，使学生获得感性认识，为下面的实验打下基础。
)2．演示实验：(1)介绍P98如图15－10所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装等量和初温相同的煤油，瓶中各装一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的小，串联起来，通电电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，瓶内温度计的示数升高，电流产生的热量越多，温度计示数升得越高。
九年级物理上册 15.4探究焦耳定律教案 (新版)粤教沪版
重点
理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用
难点
能区分电功与电热。
教学内容
教学提要
学法指导
时间安排
提问安排
引入新课
提问：
(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？
(2)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？
注意：电功与电热的区别！
例题 一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量.
解：I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q＝I2Rt＝(0.6A)2×60Ω×300s＝6480J
在一定的条件下，根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式，如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所作的功全部用来产生热量.那么，电流产生的热量Q就等于电流做的功W，即Q=W. W=UIt，根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt。
教学后记
本节课紧紧围绕以实验为载体，以科学探究为主线，在教师引导下加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。在课堂教学过程中提倡学生敢于动手、勤于动手，要多动脑，对实验中看到的现象和学习中遇到的问题，要多问些为什么？突破知识本位的思想，着力培养学生的科学研究的方法和能力。并且联系社会与生活，试着用科学知识解释看到的现象，在日常生活中找到所学知识的应用，想一想科学技术给我们的社会带来了哪些好处？同时又带来什么社会问题？应该怎样解决？力争使自己的教学富有时代气息，突出科技、技术、环境和社会三大主题，增强学生的社会责任感和时代紧迫感。
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9.（03安徽）有一台直流电动机在220V的电压下 工作时，电流为35A。用它匀速提升质量为1400kg的 货物，在2s内提升了1m。设电动机输出的能量全部 用来提升货物。问： （1）2s内电动机对货物做了多少功？ （2）这期间电动机的效率是多少？ （3）电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量？
10.（08安徽）如图所示的电动机是一种使用广泛 的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能 转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形 式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电 压时，通过电动机线圈的电流为50A。问： （1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？ （2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt（其中 I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电 时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω ，则线圈每分 钟产生的热量是多少? （3）这台电动机每分钟所做的 机械功是多少?
（3）实验设计：
（1）要研究电阻对电流产生的热量的影响，应该控 制 电流 和 通电时间 不变，则可以让两个阻值不 同的电阻 串联（串联／并联）后接入电路。
（2）要研究电流大小对电流产生的热量的影响,应控 制 电阻 和 通电时间 不变，改变 电流的大小 。
（3）要研究通电时间对电流产生的热量的影响,应 控制 电流 和 电阻 不变,改变 通电时间。
例1：某电热器接在220V的电源上，其电阻是100 Ω， 则通电8min能产生多少热量？ 已知：U=220V，R=100 Ω ，t=8min=480s。 求：Q=？ 解：方法一：
通过电阻的电流I为： I=U/R=220V / 100 Ω=2.2A
根据焦耳定律，电热器产生的热量Q为： Q= I2Rt=(2.2A)2 ×100Ω × 480S/≈2.3×105J
认一认下列用电器：
电炉 电热油汀
电暖器
热得快
电水壶
电饭锅 电熨斗
这些用电器在工作时有什么共同之处？ 通电后都会发热
电流通过导体，导体会发热的现象，叫电流的热效应 今天我们研究通电导体放出的热量有什么规律。
一、通电导体放出的热量跟哪些因素有关
活动：探究通电导体ຫໍສະໝຸດ 出的热量跟哪些因素有关1、提出问题：
电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关？
2、猜想与假设：
烫手
不烫手
小灯泡灯丝和导线通过的电流相同。为什么灯丝 热的发光，而导线却几乎不发热？
着火了！
多用插座为什么不允许大功率用电器同时使用？
跟电阻有关
烫手
不烫手
跟电流有关
还应该跟时间有关
3、制定计划与设计实验：
转换法
（1）.如何知道电流产生热量的多少： 在某一段时间内，可以通过观察温度计示数的高低， 来反映电流通过导体产生的热量。 （2）运用好控制变量的思想: ①选两个相同的容器; ②装质量相等、初温相同的煤油; ③要比较Q与R的关系，需要控制两个导体中的 电流相等，因此，两个导体应该串联； ④要比较Q与I的关系，应保持电阻不变，可以 只观察不同的电流通过同一个电阻时，产生的热量 所引起的温度计示数高低。
15.4
探究焦耳定律
生活中的物理
上周六，我们班刘扬同学的爸爸出门 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 ，爸爸用手一摸电视机后盖 后就发现，刘扬刚看 过电视。 谁能知道刘扬爸爸是根据什么道理判断的？ 因为电视机还在发热！
生活中，许多用电器接通电源 后，都伴有热现象产生。
4、进行实验与收集证据： 实验1：探究导体产生的热量跟电阻的关系
A R1 R2
温度t/℃
t0
t1
t2
t3
t4
R1=5Ω R2=10Ω
实验2：探究导体产生的热量跟电流的关系 实验3：探究导体产生的热量跟通电时间的关系
A
R
5、分析论证、得出结论：
（1）在通电电流和通电时间相同的条件下，电 阻越大，电流产生的热量越多. （2）在电阻和通电时间相同的条件下，电流越 大，电流产生的热量越多.
非纯电阻电路的电热（Q）计算：Q<W（电能只有 少部分转化为内能）
分析指导
（定义式）
×× ×
Q=UIt
欧姆定律
2 U 导出式：W= t R
Q=Pt
U I R
代换法
×
因此，对于非纯电阻电路： 计算消耗的电能只有一个公式：W=UIt 计算电热只有一个公式：Q=I2Rt 计算机械能只有一个公式：W机械=W-Q
7.饮水机是一种常用的家用电 器，主要是利用电流热效应 来工 作的。其工作电路可简化为如右图 所示电路，其中S是温控开关。 （1）分析饮水机何时处在加热状态和何时处在保 温状态。 （2）如果饮水机在加热状态时加热板的电功率是 400W，在保温状态时加热板的功率是加热功率的1/9 倍， 求电阻 R1 和 R2的阻值。 8、小明家里买了一只电热水壶，铭牌上标有 “220V 100W”字样。他想：该壶正常工作时烧水的 效率多大？请你帮助小明设计一个探究电热水壶烧水 效率的实验。要求写出： (1)需要测量的物理量； (2)热水壶效率的表达式。
焦耳定律是在大量实验数据的基础上归纳得出的。 但是根据电功公式和欧姆定律也可以理论推导出焦耳 定律。
若电流做的功全部用来产生热量
则Q = W
∵W = UIt
∴Q = W = UIt = 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 = U2/R t来计算热量.
4. 如图所示，电源电压220伏，R是电烙铁，标有 “220V，40W”字样；L是电灯泡，标有“PZ220—40” 字样.当开关S闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是 ______焦，当开关S断开时，电烙铁的实际功率是__ 瓦；开关S断开后，整个电路工作__ 小时消耗1千 瓦时电能.
5.如图是一个电热毯的简化电路图，电源电压为 220V，R1是发热电阻，R2是阻值为616Ω 的分压电阻， S是控制电热毯工作状态的开关。S转到触点1为断开 状态；S转到触点2为低温状态；S转到触点3为高温状 态，此时功率为100W。求：（l）当开关S转到触点3 时。电热毯的发热电阻R1是多少Ω ？ （2）当开关S转到触点2时，通过电路的电流是多 少安？发热电阻R1消耗的功率是 多少瓦特？
2.标有“220V 100W”的白炽灯正常工作时,在 1min内将产生多少热量?将消耗多少电能?若接在55V 的电路中呢? 3.两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电 流，在相等的时间里产生的热量之比为_____ 4︰3；若 两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3， 在相等的时间里产生的热量之比为______ 1 ︰9 。
三、电流热效应的应用与控制
1、电流热效应的应用
电流热效应的应用很广泛
电热器：利用电流的热效应制成的加热设备
①电热器的主要组成部分：发热体 ②发热体一般由电阻率大、熔点高的金属丝绕在 绝缘材料上做成的。
③电热器的优点：清洁、无污染、热效率高，且 便于控制和调节。
2、电流热效应的控制（防护）
散热片
因此，Q=I2Rt与W= UIt 是有区别的：
①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。
只把电能转化为内能
②在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是总 消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中转 化为内能的那部分能量。 电能不仅仅转化为内能 纯电阻电路：W=Q=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt 非纯电阻电路：W＞Q (W＝UIt =W其他＋Q )
（3）在通电电流和电阻相同的条件下，通电时 间越长，电流产生的热量越多.
进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.
二、焦耳定律：
英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最 先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电 时间的关系，即焦耳定律。 1.内容：电流通过导体时产生的热量，跟电流的 平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成 正比. 2.公式：Q = I2Rt 3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦. 注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用 电器的电流增加到3倍，其它条件相同时，它产生的 热量增大到 9倍。
方法二：
Q= U2/R t=（220V）2 /100 Ω ×480S =232320J
例2：一电动机线圈的电阻为1Ω ，线圈两端所加 电压为2V时，电流为1A，电动机正常工作。 （1）电动机正常工作时的能量转化？ （2）电动机正常工作1min所消耗的电能为多少J？ （3）电动机正常工作1min所产生的电热为多少J？ （4）电动机正常工作1min所提供的机械能为多少？ （5）如果想让电动机的电能全部转化为内能，可以 怎样实施？
散热小风扇
散热窗
上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎 样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安 装了什么样的散热装置？
课堂练习：
1.为了研究温度对种子发芽的影响,课外活动小组 要做一只电烘箱,要求在10min内产生6×104J的热量, 接用的是家庭电路,请计算一下这只电烘箱电热丝的 电阻是多少?
焦耳在 1818 年 12 月 24 日生于英国曼彻斯 特。 父亲是一个酿酒厂主 . 焦耳自幼随父亲 参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年 时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的 化学家道尔顿 .道尔顿给予了焦耳热情的教导 . 焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学， 这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基 础.1840年，焦耳把环形线圈放在装水的试管 内，测量不同电流强度和电阻时的水温 .通过 这一实验，他发现：导体在一定时间内放出 的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积 焦耳 成正比 .四年之后，俄国物理学家楞次公布了 (1818－1889） 他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳 关于电流热效应之结论的正确性 . 因此，该定 律称为焦耳 — 楞次定律 . 焦耳活到了七十一 岁 .1889 年 10 月 11 日，焦耳在索福特逝世 . 后 人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.