(名师整理)最新人教版物理九年级第18章第4节《焦耳定律》市优质课一等奖课件
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电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
演 示 ① 电阻不同，电流、通电时间相同时。
将两个密闭容器的阻值分别为 5Ω、 10Ω电阻丝串联起来接到电源两端，即通 过两段电阻丝的电流相同。
通电一定时间后，比较U形管中液面高度 差的变化。
你看到的现象说明了什么？
一、电流的热效应
电流的热效应：
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容
热量
Q＝I²Rt
对焦耳定律的理解
① I、t相同时，R越大，Q越多。 ② R、t相同时，I越大，Q越多。
注意：在 Q＝I2Rt 中，必须有两项相同，才能比较剩余两项之间的变 化关系。
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容 Q＝I²Rt
2.热量与电功的关系
① 纯电阻电路
Q＝W＝UIt＝I²Rt
三.电热的利用和防止 利用的原理: 电流的热效应
防止的方法: 降温散热
光读书不思考也许能使平庸之辈知识 丰富，但它决不能使他们头脑清醒。
—— 约·诺里斯
解：消耗的电能为: 线圈中产生的热量为： 得到的机械能为：
W总=UIt=220V×2A×60s=26400J Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60s=1200J
W机=W总－Q=26400J－1200J=25200J 答：得到的机械能为25200J。
二、焦耳定律
二、焦耳定律
生活中的焦耳定律
1. 功率大的电炉为什么比功率小的电炉电阻小而发热量大？
Q＝W＝UIt＝
U2 R
t＝
—（—36—V）2 60Ω
×60s×5＝6480J
二、焦耳定律
例2. 某电动机上标有“220V 2A”的字样，它的线圈 电阻为5Ω，当它正常工作1min后，消耗的电能为多少？线圈 中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少 的机械能？
分析：电路为非纯电阻电路，因此，只能用电功的定义公式W＝UIt计算 消耗的电能,计算电流产生的热量只能用焦耳定律Q＝I2Rt进行计算。
焦耳定律
【温故知新】
1. 电流做功的过程实质上是把 电 能转化为其 它形式的能。电动机工作的过程实质上是把__电___能 转化为__机__械___能。
2. 功率大小与电阻的关系是什么？ 在电流一定时，功率与电阻成正比； 在电压一定时，功率与电阻成反比。
一、电流的热效应
电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
）
CA.通过它的电流减小一半
C.它的电阻减小一半
B.它两端的电压减小一半 D.电压和电阻均减小一半
D 5. 下列电器中不是应用电流热效应工作的是（ ）
A.电灯
B.电熨斗
C.电饭锅
D.电风扇
课堂练习
6. 在家庭电路中，为什么导线的连接处往往比别处更容 易发热？这有什么危害？
原因：导线连接处常常因为没有充分接触而电阻增大，在电路中，导线与电 炉丝串联。由Q＝I2Rt可知，在I和t一定时，R越大，Q越大。因此连接处发热会 加速导线老化，容易引起火灾。
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
演 示 ① 电阻不同，电流、通电时间相同时。
结论1：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，通过这个电阻产生的热量越多。
一、电流的热效应
定义：电流通过导体时，电能要转化为内能（热能），这种现象叫电流
的热效应。
演 示 ② 电流不同，电阻、通电时间相同时。
在纯电阻电路中，电流通过导体时，消耗的电能全部转化为热能，电流产生
的热量 Q 等于消耗的电能 W 。
∴ Q＝W＝UIt
又 ∵ U＝It ∴ Q＝W＝UIt＝I2Rt
消耗的电能全部用来产生热量的情况下，Q＝W。
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容 Q＝I²Rt
2.热量与电功的关系
① 纯电阻电路
Q＝W＝UIt＝I²Rt
电热水器、电热毯、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用——电热器
电热器是指利用电流的热效应工作的电器。
2. 电热的防止
很多情况下我们不希望用电器的温度过高。过多的电热如果不 能及时散失，会产生许多安全隐患，如烧坏用电器使导线绝缘材料 老化，造成短路，引起火灾等。
防止措施： 散热降温（散热窗、散热风扇、散热片）
用电器的额定功率越大，电阻越小。不同的灯泡在正常工作时
并联，由
Q＝W＝
U2 R
t 可以看出，当用电器的两端的电压相等时，
电功率越大，电阻越小，相同时间内产生的热量越多。
由焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流相等时，用电器电阻越大，相
同时间内，产生的热量越多。
上面的结论分别是在电压和电流相等的前提条件下得出的结论， 因此它们并不矛盾。
学习了本课后，你有哪些收获和感想？ 告诉大家好吗？
一、电流的热效应 电能转化为热能
二、焦耳定律 Q＝I²Rt
电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电 阻成正比，与通电时间成正比。
热量与电功的关系
① 纯电阻电路
Q＝W＝UIt＝I²Rt
② 非纯电阻电路
Q＝I²Rt
W＝UItቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q＜W
点拨：非纯电阻电路中不能用 Q＝ UIt 计算电流产生的热量。
② 非纯电阻电路
Q＝I²Rt
W＝UIt
Q＜W
消耗的电能一部分转化为内能还有一部分转化为其他形式的能：Q＜ W。
点拨：非纯电阻电路，热量Q＝I²Rt ，消能用 Q＝UIt 进行计
算。因为产生的热量小于消
耗的电能，即I2Rt＜ UIt。
二、焦耳定律
例1. 一根 60Ω 的电阻丝接在 36V 的电源两端，在5 min内共产生多少热量？
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用——电热器
电热器是指利用电流的热效应工作的电器。 电热器的主要组成部分是发热体 ，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻 丝绕在绝缘材料上制成的。
电热水器、电热毯、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用——电热器
电热器是指利用电流的热效应工作的电器。 电热器的主要组成部分是发热体 ，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻 丝绕在绝缘材料上制成的。
用一个相同的电阻和其中的一个容器 内的电阻并联，即通过两容器中电阻的电 流不同。
通电一定时间后，比较U形管中 液面高度差的变化。
你看到的现象说明了什么？
一、电流的热效应
电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
演 示 ② 电流不同，电阻、通电时间相同时。
结论2：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越 大，通过这个电阻产生的热量越多。
功率大小不同的电炉在电路中并联，由R=U2/P可知，在电压相 同间时相，同电时功，率电越阻大越，小电（阻即越电小功；率由越大Q＝）W，＝产生UR2 的t可热知量，越在多电。压、时
二、焦耳定律
生活中的焦耳定律
1. 功率大的电炉为什么比功率小的电炉电阻小而发热量大？
功率大小不同的电炉在电路中并联，由P=U2/R可知，在电压相 同间时相，同电时功，率电越阻大越，小电（阻即越电小功；率由越大Q＝）W，＝产生UR2 的t可热知量，越在多电。压、时
2. 一根100Ω的电阻丝，当通过它的电流是1A，则它的电功率是
W，
若电流为1010A通电2min时产生的热量为Q1，则Q1为_________J；若电流为3A时通 电21m2i0n0时0 产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的_____倍。
9
解：P＝I2R＝(1A)2×100Ω ＝100W Q1＝I2Rt＝(1A)2×100Ω×120s＝12000J
分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律计算产 生的热量。
解：I＝
U R
＝——3—6V 60Ω
＝0.6A
产生的热量为： Q＝I2Rt＝ (0.6A)2×60Ω×60s×5＝6480J
点拨：此电路为纯电阻电路，消耗的电能全部转化成为热能，即Q＝W。 因此，也可以用电功的定义式计算电阻丝产生的热量。
2. 电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不 发热？
在电路中，导线与电炉丝串联。
由焦耳定律Q＝I2Rt 可知，当电流相
等时，电阻越大，相同时间内产生的 热量越多。因为电炉丝的电阻远大于 导线，因此，电炉丝热的发红而导线 几乎不发热。
想想议议
二、焦耳定律
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。 二者似乎有矛盾，这是怎么回事？
散热窗散热
电风扇散热
电热片散热
课堂练习
1. 电流的热效应是电流通过导体时______转化电成能______的现象热。能电热器是 利用电流的__________制成的加热设热备效。应电视机，收音机，电脑等家用电热器 放置一段时间后，要通电，这是利用________________来驱潮。
电流的热效应
由Q＝I2Rt可知，当R和t不变时，I扩大到3倍， Q就扩大到9倍。
课堂练习
3. 两根长度相同，粗细不等的镍铬合金电阻丝，串联以后接入电源两端，
在相同的时间内电阻丝上的放热情况是（ ）
A.两根一样多
B.粗的电阻丝较多
C
C.细的电阻丝多
D.缺少条件，无法判断
4．要使电热器在单位时间内放出的热量减少一半，则应使 （
生活中许多用电器接 通电源后都伴有热现象产 生。
电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而 导线却几乎不发热？
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？
一、电流的热效应
电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
实 验 探究电流通过导体时产生热量的影响因素
认识焦耳定律演示器
一、电流的热效应
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容
英国物理学家焦耳利用实验最先确定了电流产生的热 量跟电流、电阻和通电时间的关系：
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。这个规律叫做焦耳定律。
热量：Q ，电流：I ，电阻：R ，时间：t ， 焦耳定律的数学表达式为：
Q＝I²Rt
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
演 示 ① 电阻不同，电流、通电时间相同时。
将两个密闭容器的阻值分别为 5Ω、 10Ω电阻丝串联起来接到电源两端，即通 过两段电阻丝的电流相同。
通电一定时间后，比较U形管中液面高度 差的变化。
你看到的现象说明了什么？
一、电流的热效应
电流的热效应：
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容
热量
Q＝I²Rt
对焦耳定律的理解
① I、t相同时，R越大，Q越多。 ② R、t相同时，I越大，Q越多。
注意：在 Q＝I2Rt 中，必须有两项相同，才能比较剩余两项之间的变 化关系。
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容 Q＝I²Rt
2.热量与电功的关系
① 纯电阻电路
Q＝W＝UIt＝I²Rt
三.电热的利用和防止 利用的原理: 电流的热效应
防止的方法: 降温散热
光读书不思考也许能使平庸之辈知识 丰富，但它决不能使他们头脑清醒。
—— 约·诺里斯
解：消耗的电能为: 线圈中产生的热量为： 得到的机械能为：
W总=UIt=220V×2A×60s=26400J Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60s=1200J
W机=W总－Q=26400J－1200J=25200J 答：得到的机械能为25200J。
二、焦耳定律
二、焦耳定律
生活中的焦耳定律
1. 功率大的电炉为什么比功率小的电炉电阻小而发热量大？
Q＝W＝UIt＝
U2 R
t＝
—（—36—V）2 60Ω
×60s×5＝6480J
二、焦耳定律
例2. 某电动机上标有“220V 2A”的字样，它的线圈 电阻为5Ω，当它正常工作1min后，消耗的电能为多少？线圈 中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少 的机械能？
分析：电路为非纯电阻电路，因此，只能用电功的定义公式W＝UIt计算 消耗的电能,计算电流产生的热量只能用焦耳定律Q＝I2Rt进行计算。
焦耳定律
【温故知新】
1. 电流做功的过程实质上是把 电 能转化为其 它形式的能。电动机工作的过程实质上是把__电___能 转化为__机__械___能。
2. 功率大小与电阻的关系是什么？ 在电流一定时，功率与电阻成正比； 在电压一定时，功率与电阻成反比。
一、电流的热效应
电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
）
CA.通过它的电流减小一半
C.它的电阻减小一半
B.它两端的电压减小一半 D.电压和电阻均减小一半
D 5. 下列电器中不是应用电流热效应工作的是（ ）
A.电灯
B.电熨斗
C.电饭锅
D.电风扇
课堂练习
6. 在家庭电路中，为什么导线的连接处往往比别处更容 易发热？这有什么危害？
原因：导线连接处常常因为没有充分接触而电阻增大，在电路中，导线与电 炉丝串联。由Q＝I2Rt可知，在I和t一定时，R越大，Q越大。因此连接处发热会 加速导线老化，容易引起火灾。
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
演 示 ① 电阻不同，电流、通电时间相同时。
结论1：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，通过这个电阻产生的热量越多。
一、电流的热效应
定义：电流通过导体时，电能要转化为内能（热能），这种现象叫电流
的热效应。
演 示 ② 电流不同，电阻、通电时间相同时。
在纯电阻电路中，电流通过导体时，消耗的电能全部转化为热能，电流产生
的热量 Q 等于消耗的电能 W 。
∴ Q＝W＝UIt
又 ∵ U＝It ∴ Q＝W＝UIt＝I2Rt
消耗的电能全部用来产生热量的情况下，Q＝W。
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容 Q＝I²Rt
2.热量与电功的关系
① 纯电阻电路
Q＝W＝UIt＝I²Rt
电热水器、电热毯、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用——电热器
电热器是指利用电流的热效应工作的电器。
2. 电热的防止
很多情况下我们不希望用电器的温度过高。过多的电热如果不 能及时散失，会产生许多安全隐患，如烧坏用电器使导线绝缘材料 老化，造成短路，引起火灾等。
防止措施： 散热降温（散热窗、散热风扇、散热片）
用电器的额定功率越大，电阻越小。不同的灯泡在正常工作时
并联，由
Q＝W＝
U2 R
t 可以看出，当用电器的两端的电压相等时，
电功率越大，电阻越小，相同时间内产生的热量越多。
由焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流相等时，用电器电阻越大，相
同时间内，产生的热量越多。
上面的结论分别是在电压和电流相等的前提条件下得出的结论， 因此它们并不矛盾。
学习了本课后，你有哪些收获和感想？ 告诉大家好吗？
一、电流的热效应 电能转化为热能
二、焦耳定律 Q＝I²Rt
电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电 阻成正比，与通电时间成正比。
热量与电功的关系
① 纯电阻电路
Q＝W＝UIt＝I²Rt
② 非纯电阻电路
Q＝I²Rt
W＝UItቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q＜W
点拨：非纯电阻电路中不能用 Q＝ UIt 计算电流产生的热量。
② 非纯电阻电路
Q＝I²Rt
W＝UIt
Q＜W
消耗的电能一部分转化为内能还有一部分转化为其他形式的能：Q＜ W。
点拨：非纯电阻电路，热量Q＝I²Rt ，消能用 Q＝UIt 进行计
算。因为产生的热量小于消
耗的电能，即I2Rt＜ UIt。
二、焦耳定律
例1. 一根 60Ω 的电阻丝接在 36V 的电源两端，在5 min内共产生多少热量？
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用——电热器
电热器是指利用电流的热效应工作的电器。 电热器的主要组成部分是发热体 ，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻 丝绕在绝缘材料上制成的。
电热水器、电热毯、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用——电热器
电热器是指利用电流的热效应工作的电器。 电热器的主要组成部分是发热体 ，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻 丝绕在绝缘材料上制成的。
用一个相同的电阻和其中的一个容器 内的电阻并联，即通过两容器中电阻的电 流不同。
通电一定时间后，比较U形管中 液面高度差的变化。
你看到的现象说明了什么？
一、电流的热效应
电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
演 示 ② 电流不同，电阻、通电时间相同时。
结论2：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越 大，通过这个电阻产生的热量越多。
功率大小不同的电炉在电路中并联，由R=U2/P可知，在电压相 同间时相，同电时功，率电越阻大越，小电（阻即越电小功；率由越大Q＝）W，＝产生UR2 的t可热知量，越在多电。压、时
二、焦耳定律
生活中的焦耳定律
1. 功率大的电炉为什么比功率小的电炉电阻小而发热量大？
功率大小不同的电炉在电路中并联，由P=U2/R可知，在电压相 同间时相，同电时功，率电越阻大越，小电（阻即越电小功；率由越大Q＝）W，＝产生UR2 的t可热知量，越在多电。压、时
2. 一根100Ω的电阻丝，当通过它的电流是1A，则它的电功率是
W，
若电流为1010A通电2min时产生的热量为Q1，则Q1为_________J；若电流为3A时通 电21m2i0n0时0 产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的_____倍。
9
解：P＝I2R＝(1A)2×100Ω ＝100W Q1＝I2Rt＝(1A)2×100Ω×120s＝12000J
分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律计算产 生的热量。
解：I＝
U R
＝——3—6V 60Ω
＝0.6A
产生的热量为： Q＝I2Rt＝ (0.6A)2×60Ω×60s×5＝6480J
点拨：此电路为纯电阻电路，消耗的电能全部转化成为热能，即Q＝W。 因此，也可以用电功的定义式计算电阻丝产生的热量。
2. 电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不 发热？
在电路中，导线与电炉丝串联。
由焦耳定律Q＝I2Rt 可知，当电流相
等时，电阻越大，相同时间内产生的 热量越多。因为电炉丝的电阻远大于 导线，因此，电炉丝热的发红而导线 几乎不发热。
想想议议
二、焦耳定律
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。 二者似乎有矛盾，这是怎么回事？
散热窗散热
电风扇散热
电热片散热
课堂练习
1. 电流的热效应是电流通过导体时______转化电成能______的现象热。能电热器是 利用电流的__________制成的加热设热备效。应电视机，收音机，电脑等家用电热器 放置一段时间后，要通电，这是利用________________来驱潮。
电流的热效应
由Q＝I2Rt可知，当R和t不变时，I扩大到3倍， Q就扩大到9倍。
课堂练习
3. 两根长度相同，粗细不等的镍铬合金电阻丝，串联以后接入电源两端，
在相同的时间内电阻丝上的放热情况是（ ）
A.两根一样多
B.粗的电阻丝较多
C
C.细的电阻丝多
D.缺少条件，无法判断
4．要使电热器在单位时间内放出的热量减少一半，则应使 （
生活中许多用电器接 通电源后都伴有热现象产 生。
电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而 导线却几乎不发热？
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？
一、电流的热效应
电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为内能（热能）现象
实 验 探究电流通过导体时产生热量的影响因素
认识焦耳定律演示器
一、电流的热效应
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容
英国物理学家焦耳利用实验最先确定了电流产生的热 量跟电流、电阻和通电时间的关系：
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。这个规律叫做焦耳定律。
热量：Q ，电流：I ，电阻：R ，时间：t ， 焦耳定律的数学表达式为：
Q＝I²Rt