资源简介

(共26张PPT)
焦耳定律
（第一课时）
第3节
第6章 电功率
（教科版）九年级
上
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
1.物理观念：建立“电流热效应”概念，理解电热与电流、电阻、通电时间的定性关系，形成电能向内能转化的能量观念。
2.科学思维：用控制变量法分析实验数据，归纳电热影响因素；结合电功、欧姆定律推导电热规律，发展逻辑推理能力。21世纪教育独家资源
3.科学探究：参与“影响电流热效应因素”的实验，学会用“U 形管液面变化（转换法）”反映电热，提升实验操作与分析论证能力。
4.科学态度与责任：通过“自制灯泡”体验发明过程，激发探究热情；结合电炉、电线发热等实例，增强电热应用与安全的责任意识。
。
激趣导入
钢花飞溅，铁水奔流。炼钢厂的电炉中，电产生巨大的热，将电炉中的铁水加热到上千摄氏度。在生产、生活实践中，用电产生热是我们利用电能的重要方式之一。
任务一：电流的热效应
电流通过灯丝时，电能转化为内能，灯丝变得灼热而发光。
电流通过电热器的电热丝时，电能转化为内能。
新知探究
如图所示，将钉子垂直穿过橡胶瓶盖，选一条金属丝，两端分别绕在钉子的尖端，装好后放入玻璃瓶内。
钉子之间的细金属丝就如同电灯泡中的灯丝。
当电流通过时，金属丝快速发热、变红、发光，但很快就烧掉了。
活动：自制灯泡
在这短暂的时间内，我们经历了爱迪生研制灯泡的过程。
新知探究
新知探究
电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应（heating effect）。
烫手
不烫手
结论：灯泡和导线的电阻不同
灯泡工作时，通过灯泡的电流和通过连接灯泡的电线的电流大小是相等的，为什么金属丝被烧得通红而电线却不热？
新知探究
新知探究
我发现亮度不同的灯
泡，灯丝的粗细不同。
长度相同、粗细不同的灯丝，电阻不同。
看来灯泡的热效应跟灯丝的电阻有关。
电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻R、通过它的电流I、通电时间t会有什么样的关系呢？
演示实验：影响电流热效应的因素
选取阻值不一样的电阻丝，如5Ω和10Ω的电阻丝，装入实验装置中，两个透明容器中密封等量空气，U形管中液面高度变化反映容器中空气温度的变化。21世纪教育独家资源
材料:
焦耳定律实验器
学生电源
新知探究
电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？
既看不见也摸不着的科学量
看得见、能测量的科学量
转化
转化
让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体的热膨胀（观察U形管中液面高度变化）来测量。
观察电热的方法：
（转换法）
新知探究
实验一：如图所示，将5Ω和10Ω电阻丝串联连接到电源两端。接通电源，通电一定时间后，比较U形管中液面高度变化。
思考：电阻大小不同，产生热量的多少相同吗？
新知探究
进行实验与收集证据：
S
E
R1
R2
P
实验现象：串联时，电阻大的液柱上升快。
实验表明：在相同时间内，电流相同时，电阻较大比电阻较小的导体产生的热量多。
新知探究
实验二：如图所示连接电路。接通电源，通电一定时间后，比较U形管中液面高度变化。21世纪教育独家资源
思考：电流大小不同，产生热量的多少相同吗？
新知探究
进行实验与收集证据：
新知探究
实验现象：电阻相同时，电流大的液柱上升快。
实验表明：在相同时间内，电阻相同时，电流较大比电流较小的导体产生的热量多。
S
E
R1
R1
P
分析论证：
实验表明：在相等时间内，电流相同时，电阻较大比电阻较小的导体产生的热量_____；电阻相同时，电流较大比电流较小的导体产生的热量_____。
新知探究
多
多
分析论证：
新知探究
从能量角度来说，电能转化为内能的过程，是用电器消耗电能做功的过程。所以，我们可以利用电功关系进行理论探究。
新知探究
理论探究：热效应与电阻的关系
如图所示，两个定值电阻R1、R2串联起来，接在电源上，通过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后，电阻消耗的电能全部转化为内能，对这两个电阻产生的热量，应用W=UIt和欧姆定律进行分析，我们能得出什么推论？与上面实验探究的结论一致吗？
将R1和R2串联，接在电源上，通过它们的电流应该是相等的。
通电一段时间后，对这两端镍铬合金丝产生的热量就是电流所做的功。
即Q=W
电流所做的功W=UIt，
根据欧姆定律导体两端电压U=IR，所以Q=W=UIt=IR×It=I2Rt，
即电热Q=I2Rt。
新知探究
课堂小结
焦耳定律
（第一课时）
电流热效应
定义：电流通过导体时，电能转化为内能的现象
热效应影响因素
生活实例：电炉、灯泡、电热毯、电水壶
核心矛盾：灯丝与电线电流相等，为何灯丝烧红
实验方法：控制变量法+转换法
实验一：电阻越大→热量越多
实验二：电流越大→热量越多
定性结论：Q与I、R、t正相关
练习与应用
1.下列现象中，属于电流热效应的是（ ）
A. 电风扇通电后转动，吹出冷风
B. 手机充电时，电池温度略有升高
C. 电铃通电后，铁芯吸引衔铁发出声音
D. 微波炉通电后，将食物加热熟透
B
练习与应用
2.在探究“电流热效应与电阻关系”的实验中，某同学将 5Ω 和 10Ω 的电阻丝串联在电路中，通电相同时间后观察 U 形管液面变化。下列说法正确的是（ ）
A. 两个电阻丝的电流不相等
B. 10Ω 电阻丝对应的 U 形管液面高度差更大
C. 5Ω 电阻丝产生的热量更多
D. 实验中控制了电阻和时间相同，改变电流
B
练习与应用
3.根据焦耳定律公式 Q=I Rt，下列说法正确的是（ ）
A. 导体产生的热量与电流成正比
B. 导体产生的热量与电阻成反比
C. 相同电流下，电阻越大、通电时间越长，热量越多
D. 相同电阻下，电流越大、通电时间越短，热量越多
C
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