17.3焦耳定律（课件34页）2025-2026学年九年级物理全册沪科版（2024）

(课件网) 幻灯片 1：封面 标题：17.3 焦耳定律 副标题：探究电流产生的热量规律 姓名：[你的名字] 日期：[具体日期] 幻灯片 2：课程导入 生活现象：冬天用电暖器取暖时，电暖器会发热；电饭锅煮饭时，内胆会变得滚烫；电脑使用时间过长，主机外壳会发烫。这些现象都表明电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热效应。 问题引导：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？热量的多少如何计算？为什么有些用电器需要散热装置来防止过热损坏？ 引出主题：本节课我们就来学习电流热效应的重要规律 ——— 焦耳定律，探究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。 幻灯片 3：电流的热效应 概念定义：电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。几乎所有用电器在工作时都会产生电流的热效应，只是有些用电器主要利用热效应工作（如电暖器、电饭锅），有些用电器则要尽量减少热效应带来的能量损耗（如电动机、电脑）。 能量转化：在电流的热效应中，电能转化为内能，即\(W=Q\)（对于纯电阻用电器）。例如，电流通过电阻丝时，电能全部转化为内能，产生热量；而电流通过电动机时，大部分电能转化为机械能，少部分转化为内能产生热量。 生活实例：展示电暖器、电饭锅、电熨斗、电动机等用电器的图片，说明哪些是利用热效应工作的，哪些需要减少热效应的影响。 幻灯片 4：探究电热与哪些因素有关 猜想提出：结合生活经验猜想，电流通过导体产生的热量可能与电流的大小、导体的电阻大小以及通电时间的长短有关。例如，电暖器的电阻丝电阻较大，通过的电流较大，通电时间越长，产生的热量越多。 实验设计：采用控制变量法进行实验探究，利用如图所示的装置（两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，串联在电路中，通过观察煤油温度的变化来比较产生热量的多少）。 保持电阻和通电时间不变，改变电流大小，比较煤油温度的变化。 保持电流和通电时间不变，改变电阻大小，比较煤油温度的变化。 保持电阻和电流不变，改变通电时间，比较煤油温度的变化。 实验器材：电源、开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻（不同阻值）、烧瓶（带电阻丝）、煤油、温度计、导线若干。 幻灯片 5：实验过程与现象 实验一：电热与电阻的关系： 实验 setup：将阻值不同的电阻丝\(R_1\)和\(R_2\)（\(R_1 < R_2\)）串联在电路中，保证通过的电流和通电时间相同。 操作：闭合开关，通电一段时间后，观察两支温度计的示数变化。 现象：阻值较大的电阻丝所在烧瓶中煤油的温度升高得更多，说明在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。 实验二：电热与电流的关系： 操作：保持电阻丝阻值和通电时间不变，通过调节滑动变阻器改变电路中的电流，观察同一烧瓶中煤油温度的变化。 现象：电流越大，相同时间内煤油温度升高得越多，说明在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。 实验三：电热与时间的关系： 操作：保持电阻丝阻值和电流不变，改变通电时间，观察煤油温度的变化。 现象：通电时间越长，煤油温度升高得越多，说明在电阻和电流相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。 幻灯片 6：焦耳定律的内容与公式 定律内容：英国物理学家焦耳通过大量实验研究得出：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。 公式表达：焦耳定律的数学表达式为\(Q=I^2Rt\)，其中： \(Q\)表示电流产生的热量，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）。 公式意义：该公式定量地描述了电流产生的热量与电流 ... ...