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(共28张PPT)
15.4 探究焦耳定律
第十五章：电能与电功率
沪粤版
九年级
上册
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PART 01 教学目标
PART 02 课程资源
PART 03 新课导入
PART 04 课堂教学
PART 05 课堂小结
目录
PART 05 典例精析
01
教学目标
一、电流的三大效应
二、电流的热效应与什么因素有关
三、焦耳定律
四、电热的应用与控制
03
新课导入
用真实的家用电暖气（或电暖宝）演示：我们看到取暖器热的发红发烫，而它的电源线却几乎不热！为什么呢？
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
这些电热器通电时产生热量，其他电器通电产生热量吗？
03
课堂教学
一
电流的三大效应
1、电流的热效应：
我们知道，导体中有电流通过时会发热。例如，电热毯、电熨斗、电热水壶、电吹风、电暖器等，
电流通过导体，导体会发热的现缐，叫做电流的热效应
2、电流的磁效应：
通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，叫电流的磁效应
3、电流的化学效应:
电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新物质的现象，实质是电流中的带电粒子（电子或离子）参与而使得物质发生了化学变化
如：电解，电镀，电离
二
电流的热效应与什么因素有关
请同学们阅读课本P98页活动
1、实验目的：探究电流的热效应与什么有关
2、实验猜想：
1）电流通过导体产生的热与电阻有关
2）电流通过导体产生的热与电流有关
3）电流通过导体产生的热与通电时间有关
3、实验方法：控制变量法，转换法
4、实验电路图：
1）电流通过导体产生的热与电阻有关电路（图1）
2）电流通过导体产生的热与电流有关电路（图2）
5、实验过程：
1）控制导体中的电流和通电时间相同，探究通电导体放出的热量与
电阻的关系，看温度的变化
2）控制导体的电阻和通电时间相同，探究通电导体放出的热量与电流的关系 ，看温度的变化
3）控制导体中的电流和电阻相同，通电导体放出的热量与通电时间的关系，看温度的变化
5、实验现象与结论：
1）实验现象
①电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量就越多
②电阻和通电时间相同时，通过导体电流越大，导体产生的热
量越多
③电流和电阻一定时，通电时间越长，导体产生的正热量越多
2）实验结论
导体通电产生的热量与导体的电阻、通电电流大小、通电时间
有关
更精确实验说明：
注意：
1）烧瓶内液体种类、质量、初温相同
2）加热物体先用煤油，是煤油比热容较小，温度上升快，现象明显
3）导体放出热量多少用温度计示数表示或U形管中液面高度差
4）多次测量，是使实验结论具有普遍性
03
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.定律内容：
　　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、电阻和通电时间的定量关系。
焦 耳
定律是通过大量实验总结得出的。
（1）单位统一为国际单位。
（2）纯电阻用电器把电能全部转化为内能，
W=Q；
UIt=I2Rt。
电功等于电热，
即，
所以，
（3）非纯电阻用电器把电能转化为内能和其它形式的能。
W=W有用+Q；
W > Q；
UIt > I2Rt；
电动机的效率:
即，
所以，
2.定律公式：
（4）电动机的效率:
UIt=W机+I2Rt；
有用功是电能转化为的机械能总量；

利用Q=I2Rt计算电热。
额外功是电能转化为的电热；
所以，
03
电热的应用与控制
1、电热的应用：
1）电热器是利用电热的主要设备，它是利用电流的热效应制成的
2）电热器的主要工作部分是发热体，发热体需要用电阻大、熔点
高的金属导体制作。
3）电热水器、电饭锅、电熨斗、养鸡场电孵化器等，都是电热器
2、电热的控制：
对于不需要热量的用电器，电热就是一种浪费甚至会造成危害，因
此就需要把这部分热量散发出去。
如：电视机后盖上开了很多孔，电冰箱外有散热器，电脑既有散热窗又有电风扇等，这都是为了把电热及时散发出去。
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？
电饭锅插头松动后，使用时插头发热将插座烧坏，原因是什么？
电器接线柱接触不良，也会导致发热而烧坏，为什么？
据焦耳定律Q =I2Rt，电流一定，当插头松动时，接触面积变小导致接触电阻变大，电流产生的热量增加，插座温度升高而烧坏。
联系生活
04
课堂小结
05
典例精析
考点一
通电导体放出的热量与哪些因素有关
【典型例题1】
在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化。
（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的___________越大，产生的热量越多；
（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的___________越大，产生的热量越多；
（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是___________法和___________法。
05
典例精析
考点一
通电导体放出的热量与哪些因素有关
【典型例题1】
【答案】电阻 电流 控制变量 转换
【迁移训练1】
【答案】D
图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（　　）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
考点二
焦耳定律
【典型例题2】
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。现有一台线圈电阻是10Ω的电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为1A，电动机工作5分钟所输出的机械功是______J。
【答案】63000
【迁移训练2】
额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，则电热丝正常工作时的电阻为_____Ω，工作10min产生的热量为_____J。电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远_____（选填“大于”或“小于）电热丝电阻的缘故
【答案】

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