九年级物理全册同步教案：焦耳定律

九年级物理全册同步教案：焦耳定律

方式一【情景导入】

多媒体展示图片：用电器。

师：这些用电器通电后都有一个共同的现象，想一想是什么？

生：发热。

师：对！这些热量都是通过电能得来的，电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。本节我们来学习有关电热的知识。

方式二【实验导入】

演示实验：将如图18-4-2所示三个用电器同时接入电路中，一段时间后，让学生感觉体验：电炉丝已经发烫，灯泡有些热，电风扇只是微微有热感。

师：为什么都是用电器，它们产生的热量会有这么大的差别呢？学习了本节内容，你们就明白了。

方式三【设疑导入】

师：我们家里都有电饭锅、电熨斗，你们有没有发现这样一个问题，连接它们的电线与它们是串联的，也就是说，通电时，通过导线和用电器的电流是相同的，那为什么当电饭锅、电熨斗发热、发烫时，而这些电线却不怎么热呢？

学生产生疑问。

师：通过本节的学习，我们就可以解决这些问题了。

1.关于公式Q＝I2Rt的推导与应用

当电路为纯电阻电路时，用电器所消耗的电能全部转化成内能，此时Q＝W，所以此时计算电功的公式W＝Pt＝UIt＝I2Rt＝U2Rt都可以用来计算电热Q，且由推导公式可知，相同时间内，串联电路中，电阻越大产生的热量越多；并联电路中，电阻越小产生的热量越多。

2.其他实验设计：探究电流的热效应跟电阻大小的关系

［中考解读］焦耳定律是中考中有关电热计算问题的重要内容，经常考查有关热值、比热容和焦耳定律的综合性计算问题，同时也涉及实验探究性问题，例如探究电热的影响因素。中考中多以选择题、填空题、实验探究题和计算题的形式出现。

［考点对接］1.电流的热效应

例1［北京中考］如图18-4-3所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是()

［答案］A

［考点对接］2.探究电流的热效应的影响因素

例2［沈阳中考］如图18-4-4所示，这是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是()

A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法

B.甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多

C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系

D.乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小

［答案］AD

材料一——电流热效应的利与弊

（1）电流热效应的利

生活中和许多产业中都要用到电热，例如，电炉通电后，电炉丝变得发红；白炽灯通电后，一会儿热得烫手；电饭锅通电后，可以将生米煮成熟饭。这些都是电流热效应的有利应用。利用电流热效应的用电器还有电热水器、电烤箱、电熨斗、电取暖器等。

（2）电流热效应的弊

当大电流通过导线而导线又不够粗时，就会产生大量的热量，破坏导线的绝缘性能，从而导致多条导线的线路出现短路，引发电气火灾。为了避免导线过热，有关部门对各种不同截面积的导线电缆规定了最大允许电流(安全电流)。

短路电流的热效应是酿成电气火灾的主要原因。因为短路电流很大，常为工作电流的几倍至几十倍，足以引燃短路点周围的可燃物质，从而导致电气火灾的发生。现在在一些电路设计及施工中，采取电气火灾监控系统来尽量减少和控制此类事件的发生及影响。

一些大功率电子元器件在工作中要发热，电动机、变压器等在运行中会升温，这也是电流热效应引起的，温度过高会危及这些设备的安全，所以一般要想方设法采取散热措施，以便延长设备的使用寿命。

材料二——电热器的电阻丝为什么用电阻率大的合金丝制作

电热器的主要组成部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。发热体为何要用电阻率大的合金丝制成呢？

采用电阻率大的合金丝，主要是为了在发热体功率一定时，使单位长度的电热丝上产生较大的热功率。这样，对比热容小的电热丝，就可以达到较高的温度，使热量传递速度增加，提高热效率。同时，选用电阻率大的合金丝，可以使电热丝的横截面积增加一些，这就降低了单位面积上分担的功率（表面负荷），增加了有效辐射面积，大大延长了电热器的使用寿命。如果采用电阻率较小的金属丝（如铁丝），要达到与上述合金丝相同的电阻值，在横截面积保持不变的条件下，铁丝的长度将是合金丝的十几倍。这样，单位长度铁丝的发热功率太小，无法达到所需的温度。

1. 电流具有热效应，学习了电流的热效应后，关于电热的下列几个说法错误的是（）A．电热会烧毁电器元件，引发火灾，有百害而无一利

B．电流通过任何用电器都或多或少地会产生热量

C．因为电流过大产生电热而烧坏局部电路，可用于整体电路的保护

D．为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热

2. 如图所示两个相同的烧瓶中各放置一段电阻丝（ R甲＞R乙），在瓶中盛入等量煤油并插入温度计，通电一段时间后，甲瓶中温度计示数比乙瓶中

温度计示数高．该现象说明了电流产生的热量与下列哪个

因素有关？（）

A．通电时间B．电流

C．电荷量D．电阻

3.如图所示，R 1=10 Ω，R2=20 Ω，当开关闭合，电流在相同时间内

通过电阻R1与R2上产生的热量之比为________，某同学想测R1

和R2两端的电压，电路连接好后，测出了R1两端的电压，继续测

R2两端电压时，断开A点后，以CD为轴线，将电压表沿水平方向

转180度到如图虚线所示位置，连接后闭合开关，则电压表表盘上

会观察到：________________．

4.据《城市商报》报道：夏日，我市部分地区居民集中用电，因为线路老化，引发火灾，其原因是：集中用电，消耗的总功率过大，使线路的________超过安全电流值，产生过多的________，导致电线过热，引发火灾．

5.用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝，瓶中温度计显示煤油的温度．

（1）实验中电流做功的多少是根据煤油________变化的大小来判

断的，为比较两电阻做功的多少，两瓶煤油的质量应________．

（2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油？”对此合理的解释

是________．（填字母）

A．煤油有颜色便于观察 B．煤油密度较小C．煤油比热容较小

（3）两瓶中电阻________联使得通过它们的电流和通电时间相等，甲瓶中的电阻丝较长，电阻较________，电压较高．

（4）实验发现，甲瓶温度升高较多．表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越________．

【趣味链接】

电热水器

电热水器，是利用电加热方法提供生活用热水的电器。按加热方式分为快热式和贮水式两种。电热水器的功率一般为900～7500 W。内胆是电热水器的关键．为了防止内表面受