焦耳定律 (6)
焦耳定律ppt课件
5．(3分)如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是( C )
6．(3分)关于电热的利用，下列说法中错误的是( A ) A．电冰箱工作时没有产生电热 B．电视机、收音机上开小孔是为了散热 C．电饭锅是利用电流热效应来工作的 D．在潮湿的天气里，电器隔一段时间要通电一次 易错点：对焦耳定律的推导公式适用范围理解不清 7．(2分)(凉山州中考)家用电风扇的电动机线圈电阻为2 Ω，正常工作时，通 过的电流为2 A，通电10 min，电风扇消耗的电能为2_.6_4_×__1_0_5_____ J，线圈产生 的热量为4_.8_×__1_0_3_____J。(家庭电路的电压为220 V)
解：(1)当 S1 闭合、S2 接 1 时，只有电阻 R1 接入电路，电阻 R2 被短路，通过 R1 的电流：
I1＝UR11
＝6V 12 Ω
＝0.5 A。
(2)当 S1 断开、S2 接 1 时，电阻 R1 和电阻 R2 串联接入电路，
电路中的总电阻：R
总＝R1＋R2＝12
Ω＋18
Ω＝30
Ω，此时电路中的电流：I＝ U R总
(2)烧瓶中应装有_质__量_____(选填“质量”或“体积”)相同的煤油。选用煤油而不 选用水做实验，是因为煤_油__的__比__热__容__比__水__小__，__吸__收__相__同__的__热__量__，__温__度__上__升__明__显___。
(3)若R甲＞R乙，则产生热量多的是甲______瓶。 (4)实验结论是 _在__相__同__时__间__内__，__电__流__相__同__时__，__电__阻__较__大__的__导__体__比__电__阻__较__小__的__导__体__产__生__的__热__量_。多
物理 九年级上册 教科版
第六节焦耳定律
即时应用(即时突破，小试牛刀) 3.如图2－6－2所示，电源电动势E＝10 V，内 阻r＝0.2 Ω，标有“8 V 16 W”的灯泡L恰好正 常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的 输出功率为( ) A．16 W B．440 W C．80 W D．400 W 图2－6－2
解析：选 C.由 E＝U 外＋U 内 ，U 内 ＝E－U 外＝(10 U内 2 －8) V＝2 V， 内 ＝Ir， U 所以 I＝ ＝ A＝10 A， 0.2 r 电源的输出功率 P 102×0.2) W＝80 W.
图2－6－3 【思路点拨】 (1)电动机不转时相当于纯电 阻，由欧姆定律求线圈电阻． (2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出 功率．
【精讲精析】 当电流表和电压表的示数为 0.5 A 和 1.0 V 时电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻 U1 1.0 V 消耗电能，其阻值 r＝ ＝ ＝2 Ω.当电动机正常 I1 0.5 A 工作时， 电流表、 电压表示数分别为 2.0 A 和 15.0 V， 则电动机的总功率 P 总＝U2I2＝15.0×2.0 W＝30.0 W， 2 2 线圈电阻的热功率 P 热＝I2r＝2.0 ×2 W＝8.0 W，所 以 P 输出 ＝P 总－P 热＝30.0 W－8.0 W＝22.0 W.
电热Q
1、定义:电流通过导体产生的热量. 2、公式:
(1)推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt
欧姆定律：U=IR (2)实I
t
电热普适公式
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 ．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW· h).
【答案】
22.0 W
2Ω
【规律总结】
6 焦耳定律
6 焦耳定律一、电功和电功率 1．电功(1)公式推导：如图1所示，如果电路左、右两端的电势差是U ，在电荷q 从左端移到右端的过程中．静电力做的功是W ＝qU ，把q ＝It 代入得W ＝IUt .图1这表示，电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 、通过时间t 三者的乘积． (2)单位：焦耳，符号为J. 2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率．(2)公式推导：用P 表示电功率，则有P ＝Wt ，进而得到P ＝IU .(3)单位：瓦特，符号为W. 二、焦耳定律1．推导：由欧姆定律U ＝IR 代入Q ＝IUt 后可得热量Q 的表达式Q ＝I 2Rt .2．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． 3．热功率(1)单位时间内的发热量称为热功率． (2)表达式：P ＝I 2R .一、电功和电功率 [问题设计]1．在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几挡，像电吹风可以吹暖风和热风．它们都是通过电流做功把电能转化为热能的．电流做功的实质是什么？2．电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？ [要点提炼]1．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量． 2．电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功． 3．电功常用的单位还有：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. 4．电功率P ＝Wt ＝IU ，表示电流做功的快慢．二、焦耳定律和纯电阻电路、非纯电阻电路 [问题设计]1．某一电路中只含有某一电阻元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻电路，哪些属于非纯电阻电路．2．试根据电功和电热的关系区分纯电阻电路和非纯电阻电路．[要点提炼]1．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．2．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能． 3．电功和电热的计算公式比较4．纯电阻电路中：热；非纯电阻电路中：其他P ＝P 热＋P 其他＞ P 热．[延伸思考] 用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？一、电功、电热 电功率、热功率公式的比较例1 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 二、纯电阻电路中的功率分配及计算例2 额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯炮均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )三、非纯电阻电路的特点及计算例3 如图2所示的电路中，电源电压为60 V ，内阻不计，电阻R ＝2 Ω，电动机的内阻R 0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V ，电动机正常工作，求电动机的输出功率．图2针对训练 一台电动机内阻为1 Ω，接到120 V 的电源上．当电动机工作时，电流为10 A ．问：(1)电动机输入功率是多少？ (2)电动机发热功率是多少？ (3)输出的机械功率是多少？1．(功率P ＝UI ，P ＝I 2R ，P ＝U 2R 的区别)关于三个公式P ＝UI ，P ＝I 2R ，P ＝U 2R的适用范围，以下说法正确的是 ( )A ．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率B ．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率C ．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义D ．由U ＝IR 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P 既是电功率，也是热功率2．(非纯电阻电路)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内( )A ．电炉放热与电动机放热相等B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率大于电炉的功率3．(非纯电阻电路的特点)如图3所示，直流电动机线圈的电阻为R ，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U ，通过电动机的电流为I ，则( )图3A ．电动机内部的发热功率为I 2RB ．电动机的机械功率为IUC ．电动机的总功率为IUD ．电动机机械功率为IU －I 2R4．(纯电阻电路功率的计算)有规格为“220 V 1000 W ”的电炉，问它在正常工作时的电阻；如果电压只有200 V ，求它实际消耗的功率．题组一电功率的理解及有关计算1．下列关于电功率的说法中，正确的是()A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D．电功率越小，则电流做功越少2．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V．若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率()A．等于36 W B．小于36 W，大于9 WC．等于9 W D．小于9 W3．如图1所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是()图1A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．电路消耗的总功率变小D．流过滑动变阻器的电流变小4．三只电阻R1、R2和R3按如图2所示连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()图2A．R1>R2>R3B．R2>R1>R3C．R3>R2>R1D．R1>R3>R2题组二焦耳定律的理解及应用5．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I2，则在时间t内产生的热量为()A．4Q B．2Q C.Q4 D.Q26．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为() A．1∶1 B．2∶1C．4∶1 D．1∶4题组三非纯电阻电路的特点7．如图3所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()图3A．电解槽消耗的电功率为120 WB．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W8．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是() A．电风扇最多B．电烙铁最多C．日光灯最多D．一样多9．如图4所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当电键断开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是()图4A．I＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W题组四综合应用10．如图5所示为甲、乙两灯泡的I－U图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时，实际发光的功率约为()图5A．15 W、30 W B．30 W、40 WC．40 W、60 W D．60 W、100 W11．如图6所示的电路中，电炉电阻R＝10 Ω，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电路两端电压U ＝100 V，电流表的示数为30 A，问通过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？图612．一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W．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？13．如图7所示为国庆群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg，当它匀速通过天安门前500 m的检阅区域时用时250 s，驱动电机的输入电流I＝10 A，电压为300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g取10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：图7(1)驱动电机的输入功率；(2)电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率；(3)驱动电机的内阻和机械效率．。
《焦耳定律》教学设计(优选6篇)
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6 焦耳定律 电路中的能量转化
资料67页
电功
W UIt
W=I Rt
2
U W t R
2
电功率
P UI
电热
PI R
2
U P R
2
2
Q UIt
热功率
Q I Rt
2
U Q t R
2
P热 UI
U P热 I R P热 R
2
资料67页
五、闭合电路中的能量关系
闭合电路欧姆定律：
I E Rr
适用于纯电阻电路
变化式：E U 外 Ir
1、闭合电路的功率关系： IE IU外 I r
2
即:电源把其他形式的能量转化为电能的功率IE，等 于电源输出功率IU与电源内电路的热功率I2r之和。
2．电源输出功率特点
E ER E (1)P 出＝UI＝I R＝ ＝ 2R＝ 2 r＋R R－r ＋4Rr R－r2 R ＋4r 2 2 E E 由此式可看出，当 R＝r 时，P 出有最大值，即 Pm＝ ＝ ． 4R 4r
6 焦耳定律
电路中的能量转化
E A q B
一、电功
1、定义：电场力移动电荷所做的功。 2、表达式：
W=UIt
适用于所有电路的电功计算 3.单位：焦耳(J) 千瓦时(kW∙h)
1度=1kW∙h=3.6×106J
二、电功率
1.电功率：电流所做的功与做这些功所用 时间的比值叫做电功率．
W 2.定义式： P UI t
适用于所有电路的电功率计算 3.物理意义：表示电流做功的快慢． 4.国际单位：瓦（W） 1W=1J/s
额定功率和实际功率： (1) 额定功率：用电器正常工作时的功率; (2)实际功率 : 用电器在实际电压下工作的
6 焦耳定律_电路中的能量转化(教科版)
【精讲精析】 当电流表和电压表的示数为 0.5 A 和 1.0 V 时电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻 U1 1.0 V 消耗电能，其阻值 r＝ ＝ ＝2 Ω.当电动机正常 I1 0.5 A 工作时， 电流表、 电压表示数分别为 2.0 A 和 15.0 V， 则电动机的总功率 P 总＝U2I2＝15.0×2.0 W＝30.0 W， 线圈电阻的热功率 P 热＝I2r＝2.02×2 W＝8.0 W，所 2 以 P 输出 ＝P 总－P 热＝30.0 W－8.0 W＝22.0 W.
用3只这种电阻并联作为外 电阻，外电阻等于2Ω，因 此输出功率为50W。
例18 如图所示，电动势为E、内阻不 计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只 合上开关S1 ，三个灯泡都能正常工作．如 果再合上S2，则下列表述正确的是( C ) A．电源输出功率减小 B．L1上消耗的功率增大 C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大
解析：公式P＝U2/R是根据功率公式和欧姆定律推导出来
的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误。
答案：C
例3 将阻值为R1=2Ω,R2=3Ω, R3=4Ω的三个电阻接到电源上，则 （1）将它们串联后接到电源上， 其总电阻为 9 Ω，它们的电压之 比为 2:3:4 ，它们消耗的电功率之比 为 2:3:4 。 （2）将它们并联后接到电源上， 其总电阻为 12/13 Ω，它们的电流之 比为 6:4:3 ，它们消耗的电功率之比 为 6:4:3 。
六、闭合电路中的几种功率 1．几种功率及相互关系 物理量
内容 电源的内耗 电源的功率P 功率P内 电源输出 功率P外
第二章 6 焦耳定律 电路中的能量转化
6 焦耳定律 电路中的能量转化[学习目标] 1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念.2.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别.3.明确闭合电路中的能量转化和几种功率．1．电功 电功率 (1)电功①定义：电场力移动电荷所做的功，简称电功．②公式：W ＝UIt ，此式表明电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U 与电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积． ③单位：焦耳，符号是J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. ④电流做多少功，就表示有多少电能转化为其他形式的能． (2)电功率①电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率，它在数值上等于单位时间内电流所做的功．②公式：P ＝Wt＝UI .③单位：瓦特，符号是W,1 W ＝1 J/s. 2．焦耳定律 热功率 (1)焦耳定律①内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻值成正比，跟通电时间成正比．②表达式：Q ＝I 2Rt . (2)热功率①定义：电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值．它在数值上等于单位时间内电阻通电所产生的热量． ②表达式：P 热＝I 2R .③物理意义：表示电流发热快慢的物理量． 3．电路中的能量转化(1)电源是把其他形式的能转化为电能的装置．电源提供的能量一部分消耗在外电路上，电能转化为其他形式的能；一部分消耗在内电路上，电能转化为内能．(2)能量关系：电源提供的能量等于内、外电路消耗的能量之和，即：EIt ＝UIt ＋I 2rt .功率关系：电源提供的电功率等于内、外电路消耗的电功率之和，即：EI ＝UI ＋I 2r . 对于外电路是纯电阻的电路，其能量关系和功率关系分别为：EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt ，EI ＝I 2R ＋I 2r . 当外电路短路时：I 0E ＝I 02r ，即发生短路时，电源释放的能量全部在内电路上转化成内能，这种状态很危险．(1)电功率越大，表示电流做功越多．(×)(2)电功W ＝UIt 可以用来计算所有电路中电流所做的功．(√)(3)电热Q ＝I 2Rt 可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热．(√) (4)在外电路是非纯电阻电路时，外电路消耗的电能可用I 2Rt 表示．(×)(5)无论外电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，均可用EIt ＝UIt ＋I 2rt 表示电路中的能量关系．(√)一、电功 电功率1．如图1所示，电路中电流为I ，通电时间为t ，那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是多少？如果电路左、右两端的电势差是U ，在电荷q 从左端移到右端的过程中，电场力做的功是多少？图1答案 It IUt2．电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同？答案 不相同．电流做功的快慢用电功率表示，电流做功的多少用电功表示．电流做功的多少与做功的时间和做功的快慢有关．电流做功快，但做功不一定多．1．电功是指电路中电场力对电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程．2．电功的计算式W ＝UIt 和电功率的计算式P ＝UI 均适用于任何电路． 3．纯电阻电路中，U ＝IR ，所以W ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t ，P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R.4．串、并联电路中的功率关系串联电路 并联电路 功率分配 P 1P 2＝R 1R 2(纯电阻) P 1P 2＝R 2R 1(纯电阻) 总功率P ＝P 1＋P 2＋…＋P n (任意电路)P ＝P 1＋P 2＋…＋P n (任意电路)例1 a 、b 两灯连接成如图2所示的电路．a 灯的规格为“220 V 40 W ”，b 灯的规格为“220 V 100 W ”．通电时，a 、b 两灯两端电压分别为U a 、U b ，实际功率分别为P a 、P b ，且实际功率都没有超过额定功率，设a 、b 两灯电阻均不变．下列判断正确的是( )图2A ．U a <U b ，P a <P bB ．U a <U b ，P a >P bC ．U a >U b ，P a <P bD ．U a >U b ，P a >P b答案 D解析 根据P ＝U 2R 知，a 灯的电阻为R 1＝220240 Ω＝1 210 Ω，b 灯的电阻为R 2＝2202100 Ω＝484Ω，所以a 灯的电阻大于b 灯的电阻，因为两灯电流相等，根据U ＝IR 知U a >U b ，又因为P ＝UI ，所以P a >P b ，A 、B 、C 错误，D 正确．例2 两盏额定电压均为110 V 、额定功率P A ＝100 W 、P B ＝40 W 的灯泡，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )答案 C解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是不是额定电压或电流是不是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，U B ＋U A ＝220 V ，则U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光，A 错；对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于R B ，所以U B ＞U 并，B灯被烧毁，A灯不能正常发光，B错；对于C电路，B灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，当灯A、B均正常发光时，由于C电路中滑动变阻器功率为(I A－I B)×110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(I A＋I B)×110 V，所以C电路消耗电功率最小，C对，D 错．二、焦耳定律热功率1．某一电路中只含有某一电阻元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻元件，哪些属于非纯电阻元件．答案纯电阻元件有：白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅；非纯电阻元件有：电动机、电容器、电解槽．2．电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？答案电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能．电熨斗工作时，将电能转化为内能．1．电热和热功率电热的计算式Q＝I2Rt热功率的计算式P热＝I2R可以计算任何电路中产生的电热和热功率．2．纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能．3．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路举例白炽灯、电烙铁、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽能量转化情况电功和电热的关系 W ＝Q 即IUt ＝I 2Rt W ＝Q ＋E 其他 即UIt ＝I 2Rt ＋E 其他 电功率和热功率的关系 P 电＝P 热，即IU ＝I 2RP 电＝P 热＋P 其他 即IU ＝I 2R ＋P 其他 欧姆定律是否成立U ＝IR ，I ＝UR成立U ＞IR ，I ＜UR不成立说明W ＝UIt ，P 电＝UI 适用于任意电路计算电功和电功率Q ＝I 2Rt ，P 热＝I 2R 适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路W ＝Q ，P 电＝P 热，非纯电阻电路W ＞Q ，P 电＞P 热4.电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P 入＝UI . (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P 热＝I 2r .(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P 出＝IU －I 2r . (4)电动机的效率：η＝P 出P 入×100%＝IU －I 2rIU ×100%.例3 (多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路 C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2R D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 答案 BCD解析 电功率公式P ＝Wt ，表示电功率越大，电流做功越快，对于一段电路，有P ＝IU ，I＝P U ，焦耳热Q ＝(PU )2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 、R 都有关，所以P 越大，Q 不一定越大，A 错．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，故UI >I 2R ，C 对．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对．例4 (2021·九江一中月考)有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；把它接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.(1)求这台电动机的内阻；(2)求电动机正常工作时的输出功率；(3)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？ 答案 (1)0.5 Ω (2)1.5 W (3)8 W解析 (1)电动机不转时电路为纯电阻电路，由欧姆定律可知电动机线圈的内阻r ＝U 0I 0＝0.20.4Ω＝0.5 Ω(2)电动机正常工作时电路为非纯电阻电路，消耗的总功率P 总＝UI ＝2×1 W ＝2 W 线圈内阻的热功率P 热＝I 2r ＝12×0.5 W ＝0.5 W则电动机正常工作时的输出功率P 出＝P 总－P 热＝2 W －0.5 W ＝1.5 W(3)电动机的转子突然被卡住时，此时电路为纯电阻电路，发热功率P ＝U 2r ＝220.5 W ＝8 W.例5 小型直流电动机(其线圈内阻为r ＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W ”的小灯泡并联，再与阻值为R ＝5 Ω的电阻串联，然后接至U ＝12 V 的电源上，如图3所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：图3(1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率P 出； (3)电动机的效率．答案 (1)0.6 A (2)2.04 W (3)85% 解析 (1)流经灯泡的电流I L ＝P U L ＝44 A ＝1 A流经电阻R 的电流I R ＝U －U L R ＝12－45 A ＝1.6 A流经电动机的电流I ＝I R －I L ＝0.6 A.(2)电动机消耗的总功率P ′＝U L I ＝4×0.6 W ＝2.4 W 电动机的热功率P 热＝I 2r ＝(0.6)2×1 W ＝0.36 W电动机的输出功率P 出＝P ′－P 热＝2.4 W －0.36 W ＝2.04 W (3)电动机的效率：η＝P 出P ′×100%＝2.042.4×100%＝85%.三、电路中的能量转化1．电源的有关功率和电源的效率 (1)电源的总功率：P 总＝IE . (2)电源的输出功率：P 出＝IU . (3)电源内部的发热功率：P 内＝I 2r .(4)三者关系：P 总＝P 出＋P 内(适用于任何电路) 或EI ＝U 外I ＋U 内I (适用于任何电路)或EI ＝I 2R ＋I 2r (适用于外电路是纯电阻的电路)(5)电源的效率：η＝P 出P 总×100%＝U E ×100%，对于纯电阻电路，η＝RR ＋r ×100%.2．串、并联电路的总功率(1)串联电路：P 总＝U 总I ＝(U 1＋U 2＋U 3＋…)I ＝P 1＋P 2＋P 3＋… (2)并联电路：P 总＝UI 总＝U (I 1＋I 2＋I 3＋…)＝P 1＋P 2＋P 3＋…从能量转化的角度看，无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和．例6 如图4所示的电路中，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，定值电阻R 1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，理想电压表的示数U 1＝3.0 V ．求：图4(1)电源总功率； (2)电源的输出功率；(3)电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率． 答案 (1)20 W (2)18 W (3)12 W 8 W解析 (1)已知电压表的示数U 1＝3.0 V 和定值电阻R 1＝1.5 Ω，根据欧姆定律可求出电路中的电流 I ＝U 1R 1＝2.0 A 电源的总功率P 总＝EI ＝20 W(2)电源的输出功率P 出＝EI －I 2r ＝18 W(3)根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压U 2＝E －U 1－Ir ＝6 V 电动机消耗的电功率P 电＝U 2I ＝12 W电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率P 机＝U 2I －I 2R 0＝8 W.1．(电功、电功率的理解)(多选)关于电功和电功率，下列说法正确的是( ) A ．电流做功就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式的能 B ．电功率越大，电流做功越多 C ．电功率越大，电流做功越快D ．在相等时间内，额定功率越大的用电器，电流做功一定越多 答案 AC解析 从电功实质可知，A 正确；电功率是描述电流做功快慢的物理量，B 错误，C 正确；额定功率是用电器正常工作时的功率，而电流做功的多少由用电器的实际功率和做功所用时间共同决定，D 错误．2．(电热的表达式)有一台电风扇，标有“220 V 50 W ”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V 的电路中，以下关于计算时间t 内产生热量的方法正确的是( ) A ．Q ＝U 2t RB ．Q ＝PtC ．Q ＝⎝⎛⎭⎫P U 2Rt D ．以上三种方法均正确答案 C解析 通过电风扇的电流为I ＝P U ，因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为Q ＝⎝⎛⎭⎫P U 2Rt ，而不应该是Q ＝U 2tR或Q ＝Pt ，C 正确．3．(纯电阻电路的功率分配与计算)把两个相同的电灯分别接在如图5所示的甲、乙两个电路中，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P 甲和P 乙，可以断定( )图5A ．P 甲>P 乙B ．P 甲<P 乙C ．P 甲＝P 乙D ．无法确定答案 C解析 两灯泡规格相同且正常发光，题图甲两灯泡并联，电流I 1＝2I 额；题图乙两灯泡串联，电流I 2＝I 额；所以P 甲∶P 乙＝U 1I 1∶U 2I 2＝8 V ×2I 额∶16 V ×I 额＝1∶1，即P 甲＝P 乙．考点一 电功、电功率 电热、热功率1．把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内( ) A ．由Q ＝I 2Rt 可知，电炉的发热量减小 B ．由Q ＝UIt 可知，电炉的发热量不变 C ．由Q ＝U 2R t 可知，电炉的发热量增大D ．无法确定 答案 C解析 将家用电炉的电热丝剪去一小段后，其电阻R 变小，由于加在电炉两端的电压U 不变，因此由公式Q ＝U 2R t 可知，在相同时间t 内，电炉的发热量Q 增大，选项C 正确．2．(多选)关于三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R的适用范围，以下说法正确的是( ) A ．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率 B ．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率C ．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义D ．由U ＝IR 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所示P 即是电功率答案 BC3．有一台电风扇，额定电压为220 V ，额定电功率为50 W ，线圈电阻为0.4 Ω.当电风扇在额定电压下工作时，关于它的线圈电阻每分钟产生的热量是多少，有四位同学计算如下，其中正确的是( )A ．Q ＝I 2Rt ＝⎝⎛⎭⎫502202×0.4×60 J ≈1.24 J B ．Q ＝Pt ＝50×60 J ＝3 000 J C ．Q ＝IUt ＝50220×220×60 J ＝3 000 JD ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60 J ＝7.26×106 J答案 A解析 电风扇正常工作时产生的热量是由于线圈发热产生的，所以每分钟产生的热量为Q ＝I 2Rt ≈1.24 J ，A 正确．考点二 纯电阻电路功率分配与分析4．(多选)有两个灯泡L 1、L 2，额定电压均为6 V ，额定功率分别为6 W 、3 W ，将它们接在电路中，下列说法正确的是( )A ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WB ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 WC ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WD ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W 答案 BC解析 当两灯泡串联时，电流相等，L 1的额定电流为I 1＝P 1U 1＝1 A ，电阻R 1＝U 12P 1＝6 Ω，L 2的额定电流为I 2＝P 2U 2＝0.5 A ，电阻R 2＝U 22P 2＝12 Ω.要使两灯泡不被烧坏，电路中的最大电流为0.5 A ，最大功率为P max ＝I 22R 1＋I 22R 2＝4.5 W ，故A 错误，B 正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为6 V 时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9 W ，故C 正确，D 错误．5．把6个相同的电灯接在如图1甲、乙所示的两电路中，通过调节供电电压与变阻器R 1、R 2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R 1、R 2大小满足( )图1A ．R 2＝9R 1B ．R 2＝6R 1C ．R 2＝3R 1D ．R 1＝R 2答案 A解析 设每个灯泡正常发光时其电流为I ，则题图甲中总电流为3I ，题图乙中总电流为I ；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使P R 1＝P R 2，即(3I )2R 1＝I 2R 2，故R 2＝9R 1，所以选项A 正确．6．(2021·河北黄骅中学高二检测)如图2所示是饮水机的工作电路简化图，S 是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R 0是饮水机加热管电阻，R 是与加热管串联的电阻．表格是从其说明书中摘录的一些技术数据．不考虑R 0、R 的电阻受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率．当S 闭合时，饮水机的工作状态和R 0的阻值是( )图2稳定电压 220 V 频率 50 Hz 加热功率 550 W 保温功率22 WA.加热，88 Ω B ．加热，220 Ω C ．保温，88 Ω D ．保温，220 Ω答案 A解析 由电功率公式P ＝U 2R 可知，电压不变的条件下，电阻越小功率越大．电源电压不变，当S 闭合时，电阻R 被短路，只有R 0接在电路中，电路中的电阻变小，总功率变大，因而开关S 闭合时是加热状态．由P ＝U 2R 0得R 0＝2202550 Ω＝88 Ω，A 正确．考点三 非纯电阻电路分析7．(多选)日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R 1，它与电阻为R 2的电热丝相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是( ) A ．IU >P B ．IU ＝P C ．P >I 2(R 1＋R 2) D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)答案 BC解析 根据题意可知，通过电吹风的电流为I ，它两端的电压为U ，所以它消耗的电功率P ＝UI ，B 项正确，A 项错误；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I 2(R 1＋R 2)，因为有一部分电能转化为电动机的机械能，所以P >I 2(R 1＋R 2)，C 项正确，D 项错误．8.在如图3所示的电路中，输入电压U 恒为8 V ，灯泡L 标有“3 V 6 W ”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )图3A ．电动机的输入电压是8 VB ．流过电动机的电流是10 AC ．电动机的效率是80%D ．整个电路消耗的电功率是10 W 答案 C解析 电动机的输入电压U 1＝U －U L ＝8 V －3 V ＝5 V ，故A 错误；整个电路中的电流I ＝P LU L＝6 W 3 V ＝2 A ，所以电动机消耗的电功率P 电＝U 1I ＝5×2 W ＝10 W ，电动机发热的功率P 热＝I 2R M ＝4×0.5 W ＝2 W ，则电动机输出的功率P 出＝P 电－P 热＝10 W －2 W ＝8 W ，η＝P 出P 电×100%＝810×100%＝80%，故B 错误，C 正确；整个电路消耗的电功率P 总＝UI ＝8×2 W＝16 W ，故D 错误．9.A 、B 为“220 V 100 W ”的两盏相同的灯泡，C 、D 为“220 V 40 W ”的两盏相同的灯泡．现将四盏灯泡接成如图4所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为P A 、P B 、P C 、P D .则实际功率的大小关系为( )图4A ．P A ＝PB ，PC ＝PD B ．P A ＝P D ＞P B ＝P C C ．P D ＞P A ＞P B ＞P C D ．P B ＞P C ＞P D ＞P A答案 C解析 根据R ＝U 2P 得，R A ＝R B ＜R C ＝R D .由电路图知，U B ＝U C ，根据P ＝U 2R 知P B ＞P C ；因为I A ＝I D ，根据P ＝I 2R 知，P D ＞P A .流过A 、D 的电流大于流过B 、C 的电流，由P ＝I 2R 知，P A ＞P B ，P D ＞P C ，所以P D ＞P A ＞P B ＞P C ，C 正确．10．(多选)如图5所示是某款电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成，电动机的内阻为r ＝40 Ω，已知电吹风的额定电压为220 V ，吹冷风时电吹风的功率为110 W ，吹热风时电吹风的功率为990 W ，关于该电吹风，下列说法正确的是( )图5A ．电热丝正常工作时的电阻为55 ΩB ．电动机工作时的电流为5.5 AC ．当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为6 600 JD ．电动机的机械功率为100 W 答案 ACD解析 电热丝和电动机并联，两端电压均为220 V ，吹热风和吹冷风状态下电动机功率相等，P M ＝110 W ，所以电热丝电阻的功率P R ＝990 W －110 W ＝880 W ，由R ＝U 2P R ＝2202880 Ω＝55 Ω，A 对；电动机工作时的电流为I M ＝P M U ＝110220 A ＝0.5 A ，B 错；当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为Q ＝P M t ＝110×60 J ＝6 600 J ，C 对；P M ＝110 W ，I M ＝0.5 A ，所以电动机的热功率P 热＝I M 2r ＝0.52×40 W ＝10 W ，则电动机的机械功率P 机＝110 W －10 W ＝100 W ，D 对．11．一台电风扇的额定功率是60 W ，内阻为2 Ω，当把它接在220 V 的电压下时可以正常运转．(1)求电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？答案 (1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24 200 W 电风扇将被烧坏解析 (1)电风扇正常运转，消耗的功率为额定功率P ＝UI ，所以I ＝P U ＝60220 A ≈0.27 A ，由能量守恒定律W ＝Q ＋E ，得Pt ＝I 2Rt ＋E ，所以E ＝Pt －I 2Rt ≈59.85 J.(2)电风扇不转动时，相当于纯电阻，由欧姆定律得U ＝I ′R ，所以I ′＝U R ＝2202 A ＝110 A ，实际消耗的电功率P ′＝U 2R ＝22022 W ＝24 200 W ．由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．12.如图6所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0.5 Ω，标有“8 V ,16 W ”的灯泡L 恰好能正常发光，电动机M 绕线的电阻R 0＝1 Ω，求：图6(1)电源的总功率； (2)电动机的输出功率． 答案 (1)40 W (2)12 W解析 (1)L 正常发光，路端电压等于灯泡额定电压8 V 内电压U 内＝(10－8)V ＝2 V ， 则总电流I ＝U 内r＝4 A电源的总功率为P 电＝IE ＝4×10 W ＝40 W. (2)流经电动机的电流I M ＝I －I L ＝I －PU ＝2 A输入电动机的总功率P M 总＝U ·I M ＝8×2 W ＝16 W 电动机内阻消耗功率P M 内＝I M 2R 0＝4×1 W ＝4 W 故电动机输出功率P M 出＝(16－4) W ＝12 W.13.图7为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r ＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V ，电路中的电流为1 A ，重物A 所受的重力为20 N ，不计摩擦力．图7(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ (2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？ (3)电动机在10 s 内可以把重物A 匀速提升多高？ (4)这台电动机的机械效率是多少？答案 (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%解析 (1)根据焦耳定律，热功率为P 热＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W. 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即P 出＝P 入－P 热＝5 W －1 W ＝4 W. (3)电动机输出的功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s 内有P 出t ＝Gh ，解得h ＝P 出tG ＝4×1020m ＝2 m.(4)机械效率η＝P 出P 入×100%＝80%.。
焦耳定律电路中的能量转化_图文
乘积
快慢
重点诠释
2.电热Q
1）、公式:
Q=I2R t 电热普适公式
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 ．
2）、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h)
焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路发热部分。
纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽 灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）。
[答案] C
(1)在串联电路中，用电器消耗的功率及两端电压 均与其电阻成正比。
(2)在并联电路中，用电器消耗的功率及流过电阻 的电流均与其电阻成反比。
1．有四盏电灯，如图2－6－4所示连接
在电路中，L1、L2都标有“220 V，110 W”
字样，L3和L4都标有“220 V，40 W”字样，
把电路接通后最暗的是
IE，等于电源输出功率 IU 与电源内电路的热功率 I2r 之和。
重点诠释
图2－6－1
3．在如图2－6－2所示的U－I图像中，
直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流
的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的
伏安特性曲线。用该电源与电阻R组 成闭合电路。由图像判断正确的是(
) 图2－6－2
A．电源的电动势为3 V，内阻为0. 5 Ω
非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或 有在发生化学反应的电解槽的电路．
3．额定功率和实际功率
(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率。 当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电 流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。
(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的 电功率。为了使用电器不被烧毁，一般要求实际功率不 能大于其额定功率。
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一、教学目标
（一）知识与技能
1．能通过实例，认识电流的热效应。
2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道
焦耳定律；
3.会用焦耳定律解决实际问题和进行简单计算。
（二）过程与方法
体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维
能力。
（三）情感态度和价值观
通过对焦耳生平的学习，培养热爱科学、勇于克服困难的信念。
二、教学重难点
重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法
及实验操作中各个环节应注意的问题。
难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
三、教学方法
实验探究法、讨论法
四、教学资源准备
多媒体课件、焦耳定律演示器、电流表、电源、开关、导线、滑动变阻器
等。
五、教学过程
教学环
节
教师活动学生活动设计意图
激趣
引入新课
生活中的小故事：小东乘着
妈妈外出时不做作业而偷偷看
电视，妈妈回来前才关掉电视假
装做作业。
然而这些被聪明的妈
妈发现了，你们知道妈妈是怎样
知道小东在家偷看电视的吗？
生活中，还有哪些用电器通
电后，都伴有热现象产生？举例
说明。
讨论回答
交流说出常见用电器工作有
热产生的实例。
创造课堂
情景，激发学
生的兴趣和
求知欲。
联系实际，引
入新课。
主题合作学习一、电流的热效应
投影：电烤箱、电熨斗电饭锅、
电炉丝、电烙铁、电热水器……
这些用电器工作时有什么共
同特点？
归纳并板书：一、电流的热
效应
电流通过导体时电能转化成
内能，这种现象叫做电流的热效
应。
思考：导线和电炉丝串联，为
什么电炉丝热得发红而导线几
乎不热？说明什么？
提出问题：
电流通过导体产生热的多
少跟什么因素有关？
【研究】电热大小的影响因素
1.猜想：电流通过导体产生
热量的多少与______有关。
你能结合实例说出这三个因
素对电热的影响吗？
2．设计实验
展示实验装置：
讨论：
1.当大家猜想电热与多个
因素有关，实验研究时应用什么
方法去研究？
2.实验时怎样来反映和比
较电流产生的热量的多少？
（提示：左右两透明密闭容
器中装有等质量的空气）
演示实验（一）研究电热与
电阻大小的关系
展示实验装置1：
观察本实验装置，讨论：
1．应控制哪几因素相同？
总结：
这些用电器工作时都是把电能
转化成内能。
（得出电流的热效应的概念）
提出问题
结合生活实际进行猜想:
电流、电压、电阻、通电时间……
举例证明猜想的合理性。
学讨论得出：
1.控制变量法
2.通过空气受热膨胀程度，观察
产生热量的多少;
实
验中，通过观察两个U形管中
染色水柱液面高度的变化来判断
产生热量的多少。
观察装置讨论得出：
1．实验时要控制电路中的电
培养学生
总结问题的
能力。
由生活现
象培养学生
发现并提出
问题的能力。
培养学生
合理猜想，并
分析猜想的
合理性。
学会
排除不合理
猜想。
培养学生
利用控制变
量的方法来
设计实验。
培养学生
利用转换法
把不易观察
的量转换为
易观察的现
象。
2．两电阻为什么要串联？
电路接通，进行实验，观察U 形管中液柱的上升情况。
分析实验现象可以得到什么结论？
演示实验<二>：研究电热与电流大小的关系
展示装置2：
观察本实验装置，讨论：
1．应控制哪几因素相同？
2．右边电阻上为什么要再并联一个电阻？
电路接通，进行实验，观察U 形管中液柱的上升情况。
分析实验现象，可以得到什么结论？
对于某一个电阻，在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
这个结论可以通过刚才的实验中看出来，某一个电阻通电时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。
3、分析论证，得出结论
对以上两个实验进行总结：电流通过导体产生热量多少与电流、电阻和通电时间的关系。
流和通电时间相同，改变电阻。
2．电阻串联，可以使流过两
个电阻的电流和通电时间相同。
观察记录现象
根据实验现象，得出结论：在
电流和通电时间相同时，电阻越
大，这个电阻产生的热量越多。
学生观察实验装置讨论得出：
1．实验时要控制电阻和通电时间
相等，改变电流。
2．使右边容器中的电阻丝中的电
流与左边容器中的电阻丝不等
（左边电流大于右边电流）。
观察记录现象
根据实验现象得出结论：在电
阻和通电时间相同时，电流越大，
这个电阻产生的热量越多。
总结以上两个实验：
电流通过电阻产生热量的多少
与电流、电阻和通电时间都有关，
电流越大、电阻越大、通电时间
越长，这个电阻产生热量越多。
通过分析实
验装置的合
理性来培养
学生的设计
实验的能力。
会根据实
验现象得出
结论，利用控
制变量法准
确的描述结
论。
培养学生
分析实验、总
结实验、描述
实验结论的
能力。
培养学生
综合分析归
纳的能力。
二、焦耳定律
介绍科学家焦耳：
英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流了解焦耳在电热上的成就
培养学生
的人文精神、
学习科学家
的实事求是
的精神。
产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
【自学讨论】焦耳定律的有关内容
电流通过导体产生的热量跟
电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正。
（板书）如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律
为Q=I2Rt。
（板书）
强调：电流对电热大小的影响更显著。
[理论推导焦耳定律]
当电流做的功全部转化为内能时：Q = W
由于W =UIt，U=IR得
Q =W =I2Rt
（板书）
【电功与电热的关系】
请比较电炉与电风扇的的工作特点（课件出示）
电功与电热的联系与区别1．纯电阻电路中Q =W 2．非纯电阻电路中Q<W
电热Q=I2Rt 了解焦耳定律的内容，记住公
式和单位。
讨论比较：
1.电炉工作时把电能全部转化为内能。
2.不是的，电吹风工作时把一部分电能转化为内能，还有一部分转化为动能。
它不是一个纯电阻。
电功大于电热培养学生
自学、交流的能力。
加强知识的联系，培养学生比较分析、系统学习的能力。
【利用焦耳定律解决问题】1.讨论：电炉通过导线接到电路中，导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？
2.例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？
交流订正、强调: 公式的书写及单位的统一。
讨论：
电线与电炉丝串联，电流相
等，根据焦耳定律，导线的电阻
比电炉丝小得多，相同时间内放
出热量也少。
学生计算（一同学上台板演）
讨论、补充订正
培养学生
应用知识解
决问题的能
力、合作学习
和交往能力。
培养学生
利用公式解
决实际问题
的能力，进一
步熟悉公式。
小结知识梳理：
这节课你学到了什么知识？
梳理本节课知识内容，形成知
识体系。
利用问题
引领的方法
1.电流的热效应
电流的热效应与哪些因素有关？
2．焦耳定律：Q=I2Rt 培养学生总结归纳的能力。
过关检
测1.某导体的电阻是2Ω，通过2
А的电流时，1min产生多少焦
耳的热量？
2.标有“220V40W”电热器安
装在220V的电路中，工
作100s后，所消耗的电能
是 J，通过电热器的电流
是 A，产生的热量
是 J。
解答
讨论、交流
巩固提高
课后作
业
1.课后“动手动脑学物理”第
2、3、4小题；
2.思考：课本101页“想想议
议”，下节课交流；
3．查阅生活中“电热的利用
和防止”。
学生按要求完成作业，查阅生
活实际问题。
巩固本课
学习内容，同
时增加课作
业，使物理走
向社会、走向
生活。
六、板书设计
第4节焦耳定律
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
电热大小的影响因素：电流I
电阻R
通电时间t
二、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，跟电阻成正比，跟通电时间成正。
公式：Q=I 2Rt。