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第十八章 电功率
九年级物理人教版·下册
第4节 焦耳定律
新课引入
电炉工作时，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？
新知讲解
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
新知讲解
二、电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关？
猜想与假设
（1）根据日常生活经验可知，通电导体产生的热量可能与电流的大小以及通电时间有关。
（2）电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。
通电导体产生的热量可能与电阻的大小有关。
设计实验与制订计划
（1）要研究通电导体产生的热量与电流、电阻以及通电时间的关系，要采取什么研究方法？
控制变量法
（2）怎样比较导体产生热量的多少？这种方法叫什么？
转换法
通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
新知讲解
（一）探究电流产生的热量跟电阻大小是否有关。
新知讲解
1.应用控制变量法，探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，要控制通电时间和电流的大小相同。
2.通过串联的方式达到控制通电时间和电流大小相同的目的。
进行实验与收集证据
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
新知讲解
结论：
在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（二）探究电流产生的热量跟电流大小是否有关。
新知讲解
应用控制变量法，探究电流产生的热量与电流大小是否有关，要控制通电时间和电阻的大小相同。
右边容器外还并联一个电阻，是让通过密闭容器内电阻丝的电流不同。
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
新知讲解
结论：
在电阻和通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
电流通过导体产生的热量还与通电时间有关。在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
新知讲解
结论：电流通过导体产生的热量跟 、
、 有关。
电流
电阻
通电时间
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
在电流和电阻都相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
强化训练
如图所示是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，A、B两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A. I1＝I2，A管中的液面较低
B. I1＝I2，A管中的液面较高
C. I1＞I2，A管中的液面较低
D. I1＞I2，A管中的液面较高
D
新知讲解
二、焦耳定律
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。
1.内容：
2.数学表达式：
热量 电流 电阻 时间
J A Ω s
意义：
单位：
Q = I R t
新知讲解
　　焦耳（James Prescott Joule，
1818—1889），英国物理学家。用
近 40 年的时间做了 400 多次实验，
研究热和功的关系。通过大量的实
验，于 1840 年最先精确地确定了电
流产生的热量与电流、电阻和通电
时间的关系。
新知讲解
3.焦耳定律的理论推导
当电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W。


注意

新知讲解
四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图甲所示，电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中；如图乙所示，电阻为R3、R4的电阻器并联后也接在电压为U的电路中。已知R1＝R3，R2＝R4，R1＞R2。
（1）电阻为 R1 和 R2 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
（2）电阻为 R3 和 R4 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
新知讲解
新知讲解
强化训练
(哈尔滨中考) 通过110Ω电阻丝的电流是2A，产生8800J的热量需要通电 s，这段时间电流做的功是 J。
20
8800
新知讲解
三、电热的利用和防止
电暖气
电饭煲
电熨斗
电饼档
电热孵小鸡
利用电热
新知讲解
防止电热
利用微型风扇为电脑散热
讨论：你还知道哪些利用和防止电热的实例。
新知讲解
知识总结
1.(铜仁中考) 有两个电阻：R1=６Ω，R2=８Ω，若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比W1：W2 = ；若将它们并联在电路中，它们在相同时间内产生的热量之比Q1：Q2 = 　 。
3：4
4：3
目标测试
2.(潍坊中考) 最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（　　）
A.欧姆 B.焦耳 C.奥斯特 D.法拉第
B
目标测试
3.(北京中考) 【多选题】小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。根据上述实验，下列说法中正确的是（　　）
A.此实验探究的是热量与电阻的关系
B.此实验探究的是热量与电流的关系
C.此实验探究的是热量与时间的关系
D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少
AD
目标测试

C
目标测试
目标测试
5.(龙岩中考) 10Ω的电阻R1和5Ω的电阻R2串联接在一电源中，通电1min电阻R1产生的热量是600J。
求：（1）通过R1的电流I1；（2）加在R2两端的电压U2。

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