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(共35张PPT)
第十八章　电功率
第 4 节　焦耳定律
　　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？
新课导入
问题情境
新知探究
　　一、电流的热效应
　　电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。
　　电炉的电炉丝和导线中通过的电流相同，电炉丝热得发红，说明电
炉丝的温度比导线高，电流在电炉丝上产生的热量更多。
新课导入
　　电流通过导体时产
生热量的多少跟什么因
素有关？
实验探究
　　探究：电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？
电阻
电流
通电时间
实验探究
　　探究：电热与电阻的关系
　　怎样判断电热的多少？
接线柱
通气孔
5 Ω
5 Ω
5 Ω
实验探究
　　怎样判断电热的多少？
实验探究
热传递
热膨胀
用 U 形管两侧液面高度差 Δh 表示电热 Q。
Δh
实验探究
电热（Q）
密闭空气吸热温度变化
体积膨胀
液面的高度差（Δh）
R
S
RP
A
方案一
实验探究
　　探究：电热与电阻的关系
　　实验思路：改变电阻 R，同时控制电流 I、通电时间 t 不变，观察电
热的多少。
我的实验电路
实验探究
　　探究：电热与电阻的关系
　　实验思路：改变电阻 R，同时控制电流 I、通电时间 t 不变，观察电
热的多少。
方案二
R1
S
R2
实验探究
R
S
RP
A
方案一
方案二
R1
S
R2
实验探究
Δh2
Δh1
R/Ω 5 10
Δh
实验探究
R/Ω 5 10
Δh 较小 较大
实验探究
Δh2
Δh1
　　实验结论：在电流相同、通电
时间相同的情况下，一段电阻丝的
电阻越大，这段电阻丝产生的热量
越多。
R/Ω 5 10
Δh 较小 较大
实验探究
Δh2
Δh1
实验探究
　　探究：电热与电流的关系
　　实验思路：改变电流 I，同时控制电阻 R、通电时间 t 不变，观察电
热的多少。
R
S
RP
A
方案一
实验探究
　　探究：电热与电流的关系
　　实验思路：改变电流 I，同时控制电阻 R、通电时间 t 不变，观察电
热的多少。
方案二
实验探究
实验探究
电流 较大 较小
Δh 较大 较小
Δh2
Δh1
实验探究
电流 较大 较小
Δh 较大 较小
　　实验结论：在电阻相同、通电
时间相同的情况下，通过一段电阻
丝的电流越大，这段电阻丝产生的
热量越多。
Δh2
Δh1
新知探究
　　二、焦耳定律
　　
焦耳
（ J. P. Joule，1818—1889）
　　内容：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。
新知探究
　　表达式：Q＝I2Rt
　　“Q”表示电热，单位是焦耳（J）。
　　“I”表示电流， 单位是安培（A）。
　　“R”表示电阻，单位是欧姆（Ω）。
　　“t”表示通电时间，单位是秒（s）。
　　 1 J＝1 A2·Ω·s
焦耳
（ J. P. Joule，1818—1889）
　　当电流通过某些用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量
Q 就等于消耗的电能 W，即 Q＝W。
新知探究
　　电热与电功
Q＝W
W＝UIt
U＝IR
Q＝I2Rt
新知探究
　　电热与电功
　　电能全部转化为内能：
解释现象
　　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？
学以致用
　　答：电炉丝通过导线接到电路中，流过导线的电流全部流过电炉丝，
导线中的电流跟电炉丝中的电流相等。但导线的电阻远小于电炉丝的电阻。
　　根据焦耳定律 Q＝I2Rt 可知，在相同时间内，电炉丝产生的热量远大
于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。
学以致用
　　当电流通过某些用电器时，电能主要转化为其他形式的能量，只有
少部分转化为内能，Q＜W。
新知探究
　　电热与电功
A
A’
解决问题
　　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、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、R4 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
学以致用
乙
R3
U
R4
甲
U
R1
R2
解：（1）在串联电路中，通过电阻为 R1、R2 的两个电阻器的电流相等。
　　根据焦耳定律 Q＝I2Rt，当 I、t 相同时，Q 与 R 成正比。
　　由于 R1＞R2，因此相同时间内，电阻为R1的电阻器放出的热量比电
阻为 R2 的电阻器多。
学以致用
甲
U
R1
R2
　　（2）在并联电路中，电阻为R3、R4 的两个电阻器两端的电压相等。
　　根据焦耳定律 Q＝I2Rt 和欧姆定律 ，可得 。
　　当 U、t 相同时，Q 与 R 成反比，且 R3＞R4，因此相同时间内，电阻为 R4 的电阻器放出的热量比电阻为 R3 的电阻器多。
学以致用
乙
R3
U
R4
新知探究
　　三、电热的利用和防止
　　1. 电热的利用　　
　　家里的电热水器、
电饭锅、电熨斗，养鸡
场的鸡苗孵化器，都是
利用电热的例子。
新知探究
　　2. 电热的防止
　　笔记本电脑通过安装风扇散热，一些手机利用铜片、石墨散热片、热
管等散热。大数据服务器会产生大量电热，可通过多种方式进行散热。
课堂小结
电能
电热
焦耳定律
电热的利用和防止
影响电热多少的因素
规律
应用
探究
能量转化
课后任务
　　任务一：完成教材的“想想议议”。
　　任务二：为电饭锅设计电路来实现煮饭、保温等功能，并在小组内
进行交流分享。

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