資源簡介

(共35張PPT)
1.了解焦耳定律，會用焦耳定律說明生產生活中的一些現象.
2.知道電流的熱效應及其在實際中的應用與控制.
3.通過實驗，探究通電導體產生的熱量與哪些因素有關.
在設計實驗的過程中運用控制變量法和轉換法.
4.會用焦耳定律進行簡單的計算.
1. 用電器的發熱現象
_________________________________ 電熱水壺 ___________________________________ 電飯鍋 ___________________________________ 電暖器 _____________________________________
電烤箱
這些用電器工作時都要消耗電能，都會發熱，電能轉化 為內能 2.電流的熱效應
生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現象產生.電流通
過導體時，電能轉化成內能，導致導體發熱的現象叫做
電流的熱效應.
3.實驗：探究通電導體產生的熱量與哪些因素有關
提出 問題 電暖器和導線通過的電流相同，為什么電熱管發
熱，導線卻幾乎不發熱呢
猜想 通過導體的電流有大小，導體本身有電阻，通電
時間有長短，電流產生熱量的多少可能與這些因
素有關
實驗 器材 學生電源、開關、導線、滑動變阻器、兩根電阻
絲 、電流表、兩個完全相同的錐形瓶
（內裝質量相等的煤油）、兩支帶有橡膠塞的規
格完全相同的溫度計、鐘表等
實驗 設計 （1）探究通電導體產生的熱量與電阻、通電時間
是否有關時，電路圖如圖甲所示.
（2）探究通電導體產生的熱量與電流是否有關
時，電路圖如圖乙所示
________________________________________________________________________________
實驗 步驟 （1）選取兩根阻值不同的電阻絲
，按照圖甲所示的電路圖連
接圖丙所示的實物電路.通電前，先記下瓶中煤油
的初始溫度;通電后，每隔 記錄一次兩支溫
度計的示數，并將數據填寫在表1中.
________________________________________________
丙
實驗 步驟 （2）選用瓶中電阻絲 作為研究對象，按照圖
乙所示的電路圖連接圖丁所示的實物電路.先記下
煤油的初溫，通電 后，記錄溫度計的示數;移
動滑動變阻器的滑片，增大通過電阻絲的電流，
通電 后，記錄溫度計
的示數，并將數據填寫在
表2中
丁
數據 記錄 表1
________________________________________________________________________________________________
表2
___________________________________________________________________________________________________
分析 論證 （1）由表1可知，當通過導體的電流一定時，通
電導體的電阻越大，相同時間內，煤油升高的溫
度越多，表明通電導體產生的熱量越多；同一導
體，電流不變，通電時間越長，煤油升高的溫度
越多，表明通電導體產生的熱量越多.
（2）由表2可知，電阻一定時，通過導體的電流
越大，相同時間內，煤油升高的溫度越多，表明
通電導體產生的熱量越多
實驗 結論 通電導體產生的熱量與導體的電阻、通過導體的
電流和通電時間有關，導體的電阻越大、通過導
體的電流越大、通電時間越長，通電導體產生的
熱量就越多
宜賓中考改進方案
該實驗中，原實驗方案通過電阻絲加
熱空氣，利用溫度計測量溫度變化.
實驗設計簡潔直觀，能夠清晰地展示
熱量傳遞的現象，不足之處是只能對
單一變量進行探究.因此，中考中對
該實驗的改進裝置是考查的熱點.
改進方案：通過加熱空氣使其受熱膨脹，導致 形管兩
側液面形成高度差，從而反映出放熱差異.
改進優點：裝置便于操作，現象對比更加直觀，同一實
驗設問中可以對多個變量進行探究，提高了實驗的靈活
性和效率.
典例1 （北京中考）小京用如圖所示的
電路探究電流通過導體產生的熱量與導
體的電阻是否有關，其中兩個燒瓶完全
相同，瓶內裝有質量和初溫相同的煤油、
相同的溫度計和、阻值不等的電阻絲和 .
（1）該實驗采用串聯電路可以控制______相同和______
_____相同.
（2）閉合開關一段時間，兩支溫度計示數的變化量不相
等，實驗結論是________________________________.
電流
通電
時間
電流產生的熱量與導體的電阻有關
[解析] 實驗中控制電流和通電時間相同，兩電阻絲的阻
值不同，兩支溫度計的示數變化量反映的是兩電阻絲產
生的熱量，實驗中觀察到兩支溫度計的示數變化量不相
等，說明電流通過導體產生的熱量與導體的電阻有關．
1.焦耳定律
內容 電流通過導體時產生的熱量，跟電流的二次方
成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間
成正比
計算公 式 ________________________________________________________________________________
特別提醒
（1）普適性：焦耳定律是由實驗總結出來的，
只要有電流通過導體，都可以用它來計算導體所產生的
熱量.
（2）同體性：公式中各物理量都是對同一段電路或同一
導體而言的.
（3）同一性：運用公式時，各物理量要轉換成國際單位
制單位后再代入公式計算.
教材拓展
在純電阻串、并聯電路中電熱與電阻的比例關系：
（1）在串聯電路中，由知，電熱與電阻成正比，
即.
（2）在并聯電路中，由知，電熱與電阻成反比，
即.
2.焦耳定律公式的理論推導
當電流通過導體做功時，如果電能全部轉化為內能，則
電流產生的熱量等于電流做的功，則結合歐姆定
律可得,.可見，在消耗的電
能全部用來產生熱量的情況下，根據電功的公式和歐姆
定律的公式推導出來的結論與焦耳定律一致.
3.電熱和電功的關系
（1）純電阻電路:電流通過電阻時，電流做的功全部轉化
為內能，公式都適用.
（2）非純電阻電路:電能只有一部分轉化為內能，所以電
功大于電熱，即 ,如電流通過電動機，電能一部分
轉化為內能，還有一部分轉化成機械能，此時
.所以在非純電阻電路中，計算電功只能
用，計算電熱只能用 .
歸納總結
電功 電功率 焦耳定律 適用范
圍
基本 公式 普遍適
用
電功 電功率 焦耳定律 適用范
圍
推導 公式 適用于
純電阻
電路
典例2 （安徽中考）車床照明燈的額定電壓是 ，它
正常工作時燈絲的電阻是 ，則該照明燈正常工作時
電功率是____，工作 ，電流通過燈絲產生的熱量
是________ ．
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[解析] 照明燈正常工作時，通過燈絲的電流
,正常工作時的電功率
，工作 ，電流通過
燈絲產生的熱量
．
1.電流熱效應的應用
如圖所示為日常生活中應用電流熱效應的用電器.
（工作過程中，將電能轉化成內能）它們的共同特點是
電流通過導體時，導體會發熱.
2.電流熱效應的控制
計算機、電視機等設備若溫度過高會影響其正常工作和
使用壽命，因此通過后蓋小孔散熱，計算機還裝有風扇.
此外，家中同時使用空調、電熱水器等大功率電器時，
電路中總電流可能過大，導致導線絕緣層損壞，引發線
路故障甚至火災.
教材拓展
多擋位電路解讀
電路圖 低溫擋 高溫擋
___________________________ （短路式） 閉合、 斷開， 、 串聯， 、 都閉合，只
有 消耗電能，
電路圖 低溫擋 高溫擋
__________________________________________ （并聯式） 閉合、 斷開， 只有 接入電路， 、都閉合，
與并聯， 小
于、 中的最小
值
電路圖 低溫擋 高溫擋
___________________________________________ （單刀雙擲式） 接端，與 串 聯， 接端，只有 接
入電路中，
典例3 （菏澤中考）下列家用電器，利用電流的熱效應
工作的是( )
D
A.電冰箱 B.洗衣機 C.電腦 D.電飯煲

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