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九年级物理《焦耳定律》学案新版人教版

那么，电流通过导体时产生的热量与什么因素有关呢？
实验探究：影响电热的因素
设计实验：两个透明容器中封闭着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而可以间接比较电阻丝放热的多少——转换法
1.研究电热与电阻的关系：
如下图所示，将两个阻值不同的电阻串联，以保证电流和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。

实验结论：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。
2.研究电热与电流关系
如下图所示，将三个阻值相同的电阻混联，以保证电阻和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。

实验结论：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。
生活经验告诉我们，通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。
【典型例题】将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法中，错误的是：
A．三个电器消耗的电能一样多B．电流通过三个电器做功一样多
C．三个电器产生的热量一样多D．电烙铁产生的热量最多
【答案】
【解析】
试题分析：得，三个电器消耗的电能一样多，A对；电流所做的功等于用电器消耗的电能，所以电流通过三个电器做功一样多，B对；三个用电器中，只有电烙铁把电能全部转化成内能，所以电烙铁产生的热量最多，C错D对。
【针对训练】1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，当水银的温度下降到负269时，其电阻就会完全消失，这种现象叫做“超导现象”，人们把具有这种现象的物体叫做超导体。在超导状态下，导体的电阻R=Ω，利用超导材料可以制成。（选填“输电线”或“电阻丝”）
【答案】0输电线
【解析】
试题分析：超导状态下电阻完全消失Ω，如果利用超导材料制成输电线，有Q=I2Rt可知，输电线不会消耗电能，利用超导材料可以制成输电线。

知识点二：焦耳定律
1．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。
2．公式：Q=I2Rt
3．单位：焦耳（J）
4.电热与电能的关系：
（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=UIt=I2Rt
如：电暖器，电饭锅，电炉子等——纯电阻电路
（2）当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，还有一小部分转化成内能——非纯电阻电路W＞Q热
【典型例题】一个电动机，当把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是1A。那么该电动机线圈的电阻是______Ω，电动机正常工作1min时的机械能是_______J。
【答案】
【解析】
试题分析：；
电动机工作1min消耗的电能为：

线圈产生的热量为：
转化成的机械能为：
【针对训练】如图所示的电路中，电源电压保持6V不变，电阻1=10Ω，2=20Ω，闭合开关S，则1消耗的电功率为W；若通电30s，电阻2产生的热量为J。

【答案】0.424
【解析】
试题分析：由电路图可见，电阻1与2串联，电路总电阻为=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω，由欧姆定律可得电路中电流为,R1消耗的电功率为,由焦耳定律可得电阻2产生的热量为。
1.电热的利用：
如电热水器、电放锅、电热毯、电熨斗、电热孵化器等是利用电能来发热的设备，是利用电热的例子。
2.防止电热的危害：
我们使用电视机、电脑等用电器，不是为了让它发热，相反，产生的热量过多，还会烧坏用电器，所以要防止热量过多。电视机的后盖上有通风窗、电脑里有散热的微型风扇等，这些措施都是为了防止电热的危害。
【典型例题】在家庭电路中，电线相互连接处，因为接触不良，容易造成变大，根据焦耳定律可知，在通电时间和相同时，该处比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾．
【答案】电阻；电流
【解析】
试题分析：解答本题的关键是理解接头处被烧焦的原因是温度过高造成的，而温度过高是因为热量多，根据焦耳定律，影响电热的因素有电流、电阻、通电时间，结合题中实际分析，这三个因素什么一定，什么变化．
解：导线相互连接处往往接触不良，根据焦耳定律的公式Q=I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的．
，而是电源两极直接相连，就说电源短路了。家庭电路中发生短路时，电路中的很大，根据焦耳定律（填公式）可知：电路中会产生很大的热量使电线的绝缘层烧坏甚至引起火灾。
【答案】用电器，电流；Q=I2Rt
【解析】
试题分析：（1）电路有三种状态，短路，断路，通路．（2）由焦耳定律可计算发热的多少．电路发生短路时，电流不经过用电器，电路中电阻很小，根据欧姆定律知，电路中电流很大，由焦耳定律Q=I2Rt可判断，电路中会产生巨大的热量．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：隔热涂层、散热扇m.jaB88.com

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九年级物理上册《焦耳定律》导学案人教版

九年级物理上册《焦耳定律》导学案人教版

第4节焦耳定律
【教学目标】
知
重点焦耳定律
难点探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。
【导学过程】
【创设情景，引入新课】
一、导入新课
观察下面四个电器，回答问题：
（1）图中四个用电器通电时都会产生什么现象？
（2）说明电流在工作过程中消耗的电能转化成了什么能？
总结得出：电流通过导体时电能转化成热能，这个现象叫电流的热效应。
现象：给电炉通电时，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不热。
同学们有没有考虑过这样的问题：导线和电炉丝中流过的电流相同吗？导线和电炉丝产生的热量相同吗？今天我们就一起来探讨电流经过用电器时产生的热量与什么因素有关。
【自主预习案】
一、电流的热效应
(1)图中四个用电器通电时都会发生什么现象？这种现象叫做。
（2）说明电流在工作过程过程中消耗的电能转化成什么形式的能了？
（3）列举你熟悉的类似的实例。
二、焦耳定律
1、电流通过导体产生的热量跟通过导体的______________成正比，跟通过导体的______________平方成正比，跟通电______________成正比。
2、Q=I2Rt，Q表示产生的______________，单位是______________；I表示通过导体的______________，单位是______________；R表示______________，单位是______________；t表示______________单位是______________，计算时单位要一致！！
3、研究焦耳定律时，采用______________法和______________法
三、电热的利用与防止
（1）电热器是利用电流的_______________制成的加热设备，如：电热水器、_______________电热毯等。
优点：清洁卫生没有环境污染、热效率高、方便控制和调节温度。
（2）电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装_______________，都是为了_______________
【课堂探究案】
探究点1：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？
1、提出问题
引导学生，提出问题：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？
2、猜想
引导学生进行猜想
3、设计实验
问：要研究与多个因素是否有关时，我们得采用什么研究方法？（控制变量法）。
课件展示：
实验一、研究电流产生的热量与电阻的关系
问：①实验中要控制相同，使不同。②如何控制电流和通电时间相同？
③如何比较电流通过导体产生热量的多少？
引导学生讨论实验步骤
4、进行实验
5、得出结论：1、在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
实验二、探究电流产生的热量与电流的关系
问：①实验中要控制相同，使不同。
②如何改变通过导体的电流？
引导学生讨论实验步骤
得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。
引导学生得出结论：在电流和电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。
引导学生得出焦耳定律
探究点2：电功和电热
（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。?这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.
（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.?这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q.?
（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I2Rt=；在非纯电阻电路中，电功大于电热，WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。
例1一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W，问：?
（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？?
（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？?
（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？?
解答（1）因为P入=IU?
所以I=A=0.3A?
（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率?
P内=I2R=0.32×20W=1.8W?
电风扇正常工作时转化为机械能的功率?
P机=P入-P内=66W-1.8W=64.2W?
电风扇正常工作时的效率?
η=×100%=97.3%?
(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流?
I=A=11A?
电动机消耗的电功率?
P=IU=11×220W=2420W?
电动机发热功率?
P内=I2R=112×20W=2420W?适用于任何电路，而只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
2、一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述错误的是（）
A．电动机的输出功率为U2／RB．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU-I2RD．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R3.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是()
A．L1B．L2C．L3D．L44.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为和，可以断定()
A.〉B.〈C.=D.无法确定一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内
A.电炉和电动机产生的热量相同B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的
C.电炉两端电压小于电动机两端电压D.电炉和电动机两端电压相等有一电风扇上标有“220V55W”，若风扇的电动机线圈电阻为8Ω，当它正常工作时电源供给的电功率是转化为风的电功率是电动机的发热功率是7.一台直流电动机线圈电阻r=1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的总功率及输出的机械功率？

初三物理焦耳定律教案

一般给学生们上课之前，老师就早早地准备好了教案课件，大家都在十分严谨的想教案课件。只有规划好教案课件计划，新的工作才会更顺利！你们清楚有哪些教案课件范文呢？小编收集并整理了“初三物理焦耳定律教案”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

课题课型新授课授课时间设计人范春炜
教学目标知识目标：1.知道电流的热效应．2.在观察实验的基础上引出焦耳定律．
能力目标：理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用．
情感目标：增强动手观察能力，激发学生学习物理知识，认识物理与技术联系的兴趣。
教学重点①电阻概念的建立；②通过实验探究，认识决定导体电阻大小的因素。
教学难点通过实验探究，认识电阻大小与哪些因素有关。
1.引入新课
问：（1）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？
（2）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？
学生回答：发烫．是电流的热效应．
再通过课本本节开始的“？”和图9-6，引入新课．
2.进行新课：
（1）演示实验：
①介绍如图9-6的实验装置，告诉学生RA＞RB，RB＝RC，通电后，IA＝IB，IB＜IC（从电流表的示数可知道I的数值）．
②问：该实验的目的是什么？（研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关）
③问：该实验的原理是什么？观察什么？向学生讲述：当电流通过电阻丝A、B、C时，电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升．电流产生的热量越多，液面就会上升得越高．我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量．
④教师演示实验，记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情况：hC＞hA＞hB．
⑤分析：
问：比较A、B两瓶，什么相同？（I、t相同），什么不同？（R不同，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB），说明什么？
引导学生回答：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多．
问：比较B、C两瓶，同上问（略）．
引导学生回答：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多，教师指出：进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比．
问：上述实验中，若通电时间越长，瓶中煤油上升得将会怎样？（学生回答：越高）
引导学生回答：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多．
（2）师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律．
①内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．
②公式：Q＝I2Rt．
③单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦．
注意：焦耳定律是实验定律，在此可向学生讲一些焦耳的故事，以激发学生勤奋学习，不怕困难，勇于攀登的精神．
（3）根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律．
若电流做的功全部用来产生热量即Q＝W，
又∵W＝UIt，
根据欧姆定律U＝IR，
∴Q＝W＝UIt＝I2Rt．
（4）指出：焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt来计算热量．
（5）例题：
一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？
（6）讨论：（先由学生说，然后在教师的引导下进行归纳）
①课文前面“？”中的为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”．
分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多．因此，灯泡热量发光，而电线却感觉不到热．
②课文前面“？”中的和电炉相连的电线为什么显著发热？
分析：照明电路的电压是一定的，由P＝UI可知，在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多．因此跟电炉相连的电线显著发热，可能烧坏绝缘皮，甚至引起火灾．
③讨论课本本节中的“想想议议”，让学生自己说．
3.小结：略．
（四）说明
1.研究焦耳定律的实验是把课本上的1、2两次实验同时进行．闭合开关后，让学生同时观察三个瓶里玻璃管中煤油液面升高的情况（在课前就把实验电路连好），这样，可以把更多的时间花在分析实验，引出焦耳定律及运用焦耳定律上．
2.Q＝W只对纯电阻电路（如灯泡、电炉等）适用，对非纯电阻电路（如含电动机的电路）不适用，这一点要向学生交等清楚．差异个性设计
如图9-6的实验装置一套（比课本上图9-7的实验装置多用一个瓶和一块电流表）．

物理教案－焦耳定律

教学目标

知识目标
1.知道电流的热效应.

2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.

能力目标
知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法.

情感目标
通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学，勇于克服困难的信念.

教学建议

教材分析
教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理研究问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法，避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难.在实验基础上再去推导学生更信服.同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识.

做好实验是本节课的关键.

教法建议
本节课题主题突出，就是研究电热问题.可以从电流通过导体产生热量入手，可以举例也可以让学生通过实验亲身体验.然后进入定性实验.

对焦耳定律内容的讲解应注意学生对电流平方成正比不易理解，可以通过一些简单的数据帮助他们理解.推导中应注意条件的交代.定律内容清楚后，反过来解决课本中在课前的问题.

教学设计方案

提问：

(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？

(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？

学生回答：发烫.是电流的热效应.

引入新课

(1)演示实验：

1、介绍如图9-7的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各装一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大，串联起来，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里会上升，电流产生的热量越多，煤油上升得越高.观察煤油在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量.

2、三种情况：
第一次实验：两个电阻串联它们的电流相等，加热的时间相同，甲瓶相对乙瓶中的电阻较大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：电阻越大，电流产生的热量越多.

第二次实验：在两玻璃管中的液柱降回来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做实验，让通电的时间与前次相同，两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：电流越大，电流产生的热量越多.

第三次实验：如果加长通电的时间，瓶中煤油上升越高，表明：通电时间越长，电流产生的热量越多.

（2）焦耳定律

英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定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，这个规律叫做焦耳定律.

焦耳定律可以用下面的公式

表示：Q=I2Rt

公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）.

例题一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量.

解：I=U/R=36V/60Ω=0.6A

Q＝I2Rt＝(0.6A)260Ω300s＝6480J

在一定的条件下，根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所作的功全部用来产生热量.那么，电流产生的热量Q就等于电流做的功W，即Q=W.W=UIt，根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt，

(3)总结

在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多.

在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多，进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.

在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多.

探究活动

【课题】“焦耳定律”的演示

【组织形式】学生分组或教师演示

【活动方式】
1．提出问题

2．实验观察

3．讨论分析

【实验方案示例】

1．实验器材：干电池四节，玻璃棒，若干电阻丝，蜡烛，火柴棒．

2．制作方法

把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端，绕线匝数比例为1∶8，两线圈相距5ｃｍ左右，然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡，使线圈被蜡均匀地包住．点着火柴立即吹灭，靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上，如图1所示．

图1

3．实验步骤

（1）用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电，可看到匝数多的线圈（电阻大）上的火柴杆比匝数少的线圈（电阻小）上的火柴杆先掉．这就表明：在电流强度和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量就越多．

（2）经过较长时间后，匝数少的线圈（电阻小）上的火柴杆也会掉下来．这就说明：通电时间越长，电流产生的热量越多．

（3）用四节电池（增大电源电压）重做上述实验，可看到两根火柴杆都先后很快掉下来．在线圈的温度不太高时，可认为总电阻不变，电压增大时，通过它们的电流增大．这就表明：电流越大，电流产生的热量越多．

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