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鲁教版 物理 九年级（上）
第十四章 第五节
焦耳定律
1.知道电流的热效应。
2.通过实验探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。
3.知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。
学习目标
一.电流的热效应
生活中.许多用电器接通电源后.都伴有热现象产生.
电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应.
　　电炉丝和导线通过电流相同，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
想想议议
二.探究：电流产生的热量跟什么因素有关
电炉丝通过导线接入
电路，通过相同的电
流,为什么电炉丝热得
发红，而导线几乎不发热？
猜想与假设
镍铬丝
铜线
由此你能猜想出电流产生的热量跟什么因素有关吗？
导体的电阻
探究：电流产生的热量跟什么因素有关
并联的各用电器正常工作时，干路导线发热会着火，而支路的导线却无事，为什么？
猜想与假设
由此你能猜想出电流产生的热量跟什么因素有关吗？
通过导体的电流
[猜想与假设]
1.可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大
电流的热效应与那些因素有关？
2.可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大
3.可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应越大
讨论
1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？
[设计实验]
控制变量法
讨论
2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
转换法
电热——气体（或液体）受热膨胀.观察产生热量的多少
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关
演示实验
实验装置
转换法
实验过程与实验现象：
（1）在电流和时间相同的情况下，研究热量和电阻的关系；
（2）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系；
（3）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系；
电阻丝
在电流、通电时间相同时，阻值 大 的电阻产生的热量多.
实验1：研究电热与电阻关系
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
　　在研究电热要电阻关系中控制电流、通电时间相同.
实验2：研究电热与电流关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
　　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.
电阻丝
在电阻、通电时间相同时，电流 大 的电阻产生的热量多.
实验2：研究电热与电流关系
电阻丝
在电流、电阻相同时，通电时间 长 的产生的热量多.
实验3：研究电热与通电时间关系
实验结论：
1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（I与t相同，R越大，Q越多）
2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流
越大，产生的热量越多。
（ R与t相同，I越大，Q越多）
3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
（ R与I相同，t越大，Q越多）
焦耳定律
Q =I Rt
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式：
意义：
单位：
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.
焦耳
(1818－1889)
答：因为导线和电炉丝是串联的，Ｉ线=Ｉ电炉丝
R电炉丝＞R导线，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉丝产生的热量大，因此电炉热得发红而导线却几乎不发热。
电炉丝
导 线
我们学习了焦耳定律，怎样回答刚才的问题？
　　1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = Pt = UIt = U2/R t = I2Rt
　　如：电暖器，电饭锅，电炉等。
　　2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
　　W＞Q热
三、电能和电热关系
电能 内能+机械能
Q = W
纯电阻电路
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
解:
例题
I =　 =　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
纯电阻电路
3.下列用电器正常工作时，在相同的时间内产生热量最多的是（ ）
A．“220v，60w”的电风扇 B．“220v，60w” 日光灯 C．“220v，60w”的电热器 D．一样多
C
哪个用电器消耗的电能多？
非纯电阻电路
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
　　清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
四、电热的利用和防止
电热器的优点:
　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
2．电热的危害
一、电流的热效应
定义：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。
二、焦耳定律
表述：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。
三、电热的利用和防止
1．利用：电暖气、电烤箱、电熨斗。
2．防止：隔热涂层、散热扇。
课堂小结
1.电流通过导体时产生的热量跟__________成正比，跟导体的____成正比，跟__________成正比，这个规律叫做焦耳
定律，数字 表达式是_______.
2. 在电流、通电时间相同的情况下，_____越大，产生的热量越多。
3.在通电时间、电阻相同的情况下，_____越大，产生的热量越多。
3、在电阻、电流相同的情况下，________越长，产生的热量越多。
电流的平方
电阻
通电的时间
Q=I2Rt
电阻
电流
通电时间
当堂检测
3.下列常见电器中不是利用电流的热效应的是( )
B
4.(2011·株洲中考)某阻值为4 Ω的定值电阻，通过的电流为0.5 A，则1 min产生的热量是( )
A.2 J B.30 J C.60 J D.120 J
【解析】选C.由焦耳定律得，该定值电阻1 min产生的热量为
Q=I2Rt=(0.5 A)2×4 Ω×60 s=60 J，故选C.
C
5.在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过 __________________显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的是______________________.
温度计示数上升
保证通过两个电阻丝的电流相等

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