初三理化生初中物理实验对奥斯特实验和焦耳定律实
2020-2021学年人教版九年级物理下册第十八章 第4节 焦耳定律课件
线圈中产生的热量为： Q=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60s=120J
得到的机械能为： W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
电流热效应的利用和危害 1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
电热器的优点：清洁卫生， 没有环境污染，热效率高，还可 以方便地控制和调节温度。
在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt =
U2 Rt
来计算热量。
纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=
U2 R t =I2Rt
非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q)
分析论证：电流热效应与电阻关系
1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P= I²R 。
这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生
3．如图13-19中甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置： 图13-19
（1）实验采用的是 研究方法，实验的设计原理是根据电流的
效应。 （2）选用图乙中第一组电阻来进行实验，接通电路一段时间，
比较两瓶中的煤油 上升得高。我们可以推测：在通电时间相同、通
过电流相等的情况下 越大放热越多。这个实验是控制 、 两个
公式： Q = I2Rt
Q = I2Rt 的推导公式的应用
1．如图所示，下列电器中不是应用电流热效应工作的是（
）
A. 电风扇 B.电熨斗
C.白炽灯 D.电饭锅
2．今有两根电阻丝，将它们接在同一电源上，分别给同一杯水加热，使水 温升高到相同的温度，则（ ）A．将两根电阻线串联时，水温升高得快 B．将两根电阻丝并联时，水温升高得快C．用串联和并联的方式，水温升 高得一样快 D．只用一根电阻丝时，水温升高得快
北师大版初中物理九年级全一册焦耳定律(基础)知识讲解
焦耳定律（基础）【学习目标】1、知道电流的热效应；2、理解焦耳定律，知道电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关；3、知道电热的利用和防止。
【要点梳理】要点一、电流的热效应1．定义：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
2．影响电流的热效应大小的因素：导体通电时，产生热的多少与电流的大小、导体电阻的大小和通电时间有关。
通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多。
要点诠释：电流通过导体时，电流的热效应总是存在的。
这是因为导体都有电阻。
导体通电时，由于要克服导体对电流的阻碍作用，所以要消耗电能，这时电能转化成内能。
如果导体的电阻为零，电流通过导体时，不需要把电能转化成内能，这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。
3. 探究影响电流通过导体产生的热量的因素（1）电流产生的热量与电阻的关系如图18.4-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。
通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。
你看到的现象说明了什么?实验表明：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）电流产生的热量与电流大小的关系如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。
在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。
你看到的现象说明了什么?实验表明：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。
要点二、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，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。
这个规律叫焦耳定律。
2．公式：Q=I2Rt要点诠释：焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。
初三物理第一轮复习27磁学实验与应用
构造 能量 转化 在电路 中作用 区分 关键
转子、定子、有换向 器无铜滑环 电能 转化为 ______ 机械能 __________ 消耗电能，实质为一 用电器 个__________ 因电而动，电路中有 电源
转子、定子、有铜滑 环无换向器 机械能 转化为 ________ 电能 ________ 提供电压，实质为一 电源 个________ 因动生电，电路中无 电源
第27讲┃ 磁学实验与应用
考点83 电磁知识的具体应用 1．电磁继电器 低电压、弱电流 电路的通断，来 (1)作用：它是利用______________ 高电压、强电流 电路的装置。 间接地控制______________ (2)结构：如图 27－5 所示。
图 27－5
磁性 ，向下 ________ 吸引 (3)原理：电磁铁通电时有________ 失去 磁 接通 ；电磁铁断电时 ________ 衔铁，工作电路________ 第27讲┃ 磁学实验与应用
利用电磁铁可以实现自动控制，如可以在控制电路中 接入压敏、声敏、光敏元件，可以进行压力、声音、光自动 控制。
第27讲┃ 磁学实验与应用
┃考题自主训练与名师预测┃
一、选择题 1． 【2013·株洲】下列用电器或设备中，没有用到电磁铁的 是( A ) A．电烙铁 B．电铃 C ．电磁起重机 D．电磁继电器 2．【2013·徐州】丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现 电流周围存在磁场，如图 27－10 所示，我们实验时要 在通电直导线下方放一个( C )
第27讲┃ 磁学实验与应用
4.【2013·乐山】在如图 27－11 所示的实验装置中，悬挂于 磁铁 N、 S 极之间的铜棒 ab 两端通过导线连接到电流表上。 下列分析正确的是( B )
教科版2020年物理九年级上册第6章《第三节 焦耳定律》教案
《第三节焦耳定律》教案教学目标1．知道电流的热效应。
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。
4．通过实验探究电流的热效应跟电阻大小的关系，学习控制变量法，经历实验探究过程。
5．通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有用的。
使学生体会物理与生活生产的紧密联系，培养学生将物理知识主动运用于生活生产的意识。
教学重点电流的热效应跟电阻大小的关系。
教学难点实验操作过程。
课时安排1课时课前准备课件教学过程一、导入新课将如图所示的电炉接入家庭电路中，会发现，通电的电炉丝会发光、发热，其温度是很高的，而与电炉丝连接的导线却是凉的，这是什么原因呢？学会本节内容后，你就会明白其中的道理。
这节课，我们就一起来学习探究《第三节焦耳定律》。
（板书设计）二、自学互研（一）电流的热效应与什么因素有关自主阅读教材P94～95的内容，独立思考并完成：1．电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。
2.如图所示，在探究电流的热效应与哪些因素有关的实验中：(1)通过观察玻璃管中液柱上升的高度来判断电流产生的热量的多少。
(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与电阻的关系。
（二）焦耳定律自主阅读教材P 95～96的内容，独立思考并完成：3．焦耳定律：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。
计算公式是Q ＝I 2Rt 。
4．一根60Ω的电阻丝接在36V 的电源上，5s 内共产生多少热量？ 解：Q ＝I 2·R ·t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U R 2·R ·t ＝U 2R ·t ＝（36V ）260Ω×5s＝108J （三）电流热效应的利用与危害自主阅读教材P 96的内容，独立思考并完成：5．电热的利用——电热器6.电热的防止利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热。
九年级物理上册焦耳定律PPT课件一等奖新名师优质课获奖比赛公开课
问题2. 课文前面“？”中旳和电 炉相连旳电线为何明显发烧？
分析：照明电路旳电压是一定旳，由P=UI可知， 电路中接入大功率电炉时，经过旳电流大，在电线 旳电阻相同旳情况下，跟电炉相连旳电线中经过旳 电流比跟灯泡相连旳电线中经过旳电流大得多。所 以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同旳时间内，电 流经过跟电炉相连旳电线产生旳热量比经过跟灯泡 相连旳电线产生旳热量大得多。所以跟电炉相连旳 电线明显发烧，有可能烧坏它旳绝缘皮，甚至引起 火灾。
热量之比为_1_︰__9__。
3．当0.2安旳电流经过一金属线时产
生旳热量为Q1，若使经过旳电流增长 到0.4安时，在相同旳时间内产生旳热
量为Q2，那么Q2是Q1旳
（B）
A. 2倍 B. 4倍 C. 0.25倍 D. 0.5倍
4.一只“220V45W”旳电烙铁， 在额定电压下使用，每分钟产 生旳热量是多少？你能用几种 措施解此题？
焦耳定律
内容：电流经过导体产生旳热量 跟电流旳平方成正比，跟导体旳 电阻成正比，跟通电时间成正比。
公式：Q=I2Rt 单位：I—安，R—欧，t—秒， Q—焦
根据电功公式和欧姆定律推导 焦耳定律
若电流做旳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
创设情境、提出课题
问题1：
电炉丝和导线经过电流相同，为何电炉丝 热得发红，而导线却几乎不发烧?
电流经过导体时产生热旳多少跟什么原 因有关?
问题2：
假如在照明电路中接入大功率旳电 炉，电线将明显发烧，有可能烧坏 它旳绝缘皮，甚至引起火灾。这又 是为何？
什么是电流旳热效应？
导体中有电流经过旳时候，导体要 发烧，这种现象叫做电流旳热效应。
沪科版初三九年级物理下册《第1课时 奥斯特实验和通电螺线管 (2)》课件
知3－讲
知3－讲
通电螺线管磁极的判断方法——右手螺旋定则： 用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则 大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
【易错提示】
通电螺旋管内部磁场的方向与外部磁 场方向不同， 内部磁场方向是从S 极 指向N极。如图所示，是通电 螺旋管内部小磁针静 止时的情况。
知3－讲
知2－讲
【例2】关于通电螺线管，下列说法正确的是( A ) A．铜不能被磁化，故通电螺线管不能利用
铜导线制作
B．通电螺线管的磁场与蹄形磁体相似 C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小无关 D．通电螺线管中插入铁芯，其磁性会增强 【解析】 在通电螺线管中插入铁芯，铁芯被磁化，使其磁性 增强。
（来自《点拨》）
电 生 磁 构成 通电螺线管 特点 安培定则
1. 奥斯特实验：(1)发现者：丹麦物理学家奥斯特。
(2)结论：通电导体周围存在磁场，磁场方向与电流方
向有关。 (3)方法：转换法。 (4)意义：揭示了电和磁之间的联系。 2. 右手螺旋定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管
中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的
【例3】 [白银]请在图中小磁针左侧的括号中标出N极或S
极，并标出磁感线的方向。
【解】
（来自《点拨》）
知3－讲
【解析】
•标出螺线管中电流方向，让右手四指指向螺线管中
电流方向，发现大拇指指向螺线管右端，故通电螺 线管的左端为S极，右端为N极。 •根据磁极间的相互作用规律，可标出小磁针的磁极； •根据磁体外部磁感线从N极出发回到S极的规律可标
知2－讲
总 结
通电导体周围都存在磁场，故一切导体都
可以用来制作通电螺线管。
知2－练
九年级全册物理各个章节的重难点
二
十
章：
电
与
磁
第一节：磁现象 磁场
1、磁性、磁体的定义和分类
2、磁极的种类及相互作用
3、磁化
4、磁场的定义和基本性质
5、磁场的方向、磁感线的画法
对磁感线的理解
第二节：电生磁
1、奥斯特实验
2、通电螺线管的磁场
3、安培定则
通电螺线管的磁场——安培定则的运用
第三节：电磁铁 电磁继电器
1、电磁铁的特性和工作原理
额定功率和实际功率的区别
第三节：测量小灯泡的电功率
1、伏安法测电功率的原理：P=UI
2、实验的器材、电路图、操作步骤、数据记录和分析
3、用电能表和秒表测电功率：p=w/t
第四节：焦耳定律
1、电流的热效应：电能生热
2、探究影响电热的因素：I，R，t
3、焦耳定律Q=I2RT
4、电热的利用和防止
焦耳定律的各种变形式
对交流电的理解（非中考重点）
第
二
十
一
章：
信
息
的
传
递
第一节：现代顺风耳——电话
1、电话的结构与原理。
2、电话交换机的作用、数字、模拟信号
信号传播过程
第二节：电磁波的海洋
1、电磁波的产生
2、电磁波的传播
3、电磁波的分类及其应用
第三节：广播、电视和移动通信
1、了解无线电广播信号的发射和接收
2、了解电视的发射和接收
2、利用比热容的有关知识解释生活中有关现象
3、热量的计算
对比热容的理解
第
十
四
章：
内
能
的
利
用
第一节：热机
1、热机的工作原理及工作过程
九年级物理全册第1课时 奥斯特实验和通电螺线管课件
效应。
知1－讲
【例1】[ 中考·舟山] 如图是奥斯特实验的示意图，有关分 析正确的是（ B ） A. 通电导线周围磁场方向 由小磁针的指向决定 B. 发生偏转的小磁针对通 电导线有力的作用 C. 移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
知3－练
知3－练
2 【中考·南宁】如图所示，小磁针静止在螺线管附 近，闭合开关S后，下列判断正确的是( A ) A．通电螺线管的左端为S极 B．通电螺线管外A点的磁场方向向右 C．小磁针一直保持静止 D．小磁针N极向左转动
1 知识小结
奥斯特实验
电
生
通电螺线管
磁
安培定则
构成 特点
1. 奥斯特实验：(1)发现者：丹麦物理学家奥斯特。 (2)结论：通电导体周围存在磁场，磁场方向与电流方
知2－讲
【例2】关于通电螺线管，下列说法正确的是( A ) A．铜不能被磁化，故通电螺线管不能利用 铜导线制作 B．通电螺线管的磁场与蹄形磁体相似 C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小无关 D．通电螺线管中插入铁芯，其磁性会增强
【解析】 在通电螺线管中插入铁芯，铁芯被磁化，使其磁性 增强。
总结
ห้องสมุดไป่ตู้知2－讲
知识点 3 右手螺旋定则
知3－讲
思考：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似, 那么怎么判定通电螺线管的磁场呢？
知3－讲
知3－讲
通电螺线管磁极的判断方法——右手螺旋定则： 用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则 大拇指所指的那端就是螺线管的N极。 【易错提示】 通电螺旋管内部磁场的方向与外部磁 场方向不同， 内部磁场方向是从S 极 指向N极。如图所示，是通电 螺旋管内部小磁针静 止时的情况。
九年级物理——电生磁总结归纳练习(含答案)
电生磁1.电流的磁场：（1）奥斯特实验：1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导体和磁体一样，周围存在磁场，从而揭示了电和磁之间的联系。
（2）电流的磁场方向跟电流的方向有关。
电流方向改变，则磁场方向改变。
（3）电流的磁效应：任何导体中有电流通过时，其周围空间均会产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
2.通电螺线管的磁场和安培定则（1）通电螺线管的磁场：通过螺线管周围存在着磁场，通电螺线管的磁感线方向在螺线管外部是从N极到S极，在螺线管内部是从S极到N极，构成闭合曲线。
（2）安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
应用：a.由安培定则可知，知道了螺线管中电流的方向，可以判断通电螺线管两端的极性；b.由通电螺线管两端的极性，用安培定则可以判断螺线管中的电流方向；c.根据通电螺线管的南北极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线方向。
不同点磁性长期保持，是永久磁体通电时才有磁性，断电时没有磁性N、S极是固定不变的N、S极与电流方向有关，能够改变磁性强弱是不变的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关相同点①它们都具有吸铁性；②它们都具有指向性；③它们的磁场分布相同；④它们都有两个磁极，且都具有同名相斥、异名相吸的特点。
（4）磁场中的“三向一致”：在磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极的指向三个方向一致。
【典型例题】类型一、电生磁1、（多选）如左图，甲、乙、丙是放在通电螺线管周围的软铁片，当开关闭合时，则（）A. 甲的左端为N极B. 乙的左端为N极C. 丙的左端为N极D. 丙的右端为N极【思路点拨】熟练掌握安培定则和磁极之间的相互作用规律是解题的关键。
【答案】AC【解析】看右图，通电螺线管的磁场极性跟电流方向的关系，可以用安培定则来决定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
根据电源的正负极可判定螺线管中电流方向，用安培定则判断出螺线管左端为北极，右端为南极，实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两端。
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对奥斯特实验和焦耳定律实验的改进
物理学是一门实验科学，研究物理学的根本方法是观察和实验。在物理教学中教师
要做大量的演示实验，演示实验的实验效果往往是一节课能否提高课堂效率的关键。笔
者在多年的教学中对教材中的演示实验做了大量的改进，现列举两例供同行参考。
一、奥斯特实验
1．实验缺点
如图1是初中物理教材中《电流磁场》一节的奥斯特实验图。奥斯特实验在历史上
具有划时代的意义，在1820年奥斯特做此实验前，人们对电和磁的认识一直是单独的、
孤立的，奥斯特实验使人们第一次认识到电和磁的联系。从教学上讲，能否做好奥斯特
实验是学生能否学好电磁学的关键。但教材对此实验的设计效果并不明显，用导线将电
池的正负极直接连接并放在演示磁针的上方，会发现磁针几乎不动，很多教师采用将演
示磁针换成微型磁针来做此实验，通电后磁针转动但转动幅度仍不大。此种改进虽勉强
可行，但降低了实验可见度，教师的演示有蜻蜓点水之感；再者用电池做电源，由于发
生短路，用过几次就要更换电池，造成较大的浪费，因为学生电源有过载保护，也无法
用学生电源代替电池做实验。
2．实验改进
如图2是笔者对奥斯特实验的改进图。从五金商场购置直径为1mm的漆包线约20m
长，绕制边长约为25cm的方形线圈abcd，将线圈固定在木支架上，用小刀或砂纸将线
圈的两个接头A、B上的绝缘漆刮掉。用学生电源做电源，考虑到漆包线较硬，为了便
于连接，同时也为了节约时间，可事先在软导线C、D上各接一个鳄鱼夹。
实验操作
将线圈、支架放在水平桌面上，演示磁针如图放置，当磁针静止时调整线圈的方向
使bc边与磁针指向平行。
连接A和E、B和F，闭合开关，磁针发生明显偏转，S极向里转，N极向外转，转
过90°，由于惯性磁针来回摆动几次之后在与线圈 ab边垂直方向静止；断开开关，磁
针又转回到开始位置。实验形象地证明通电导体周围存在着磁场。
将鳄鱼夹对调（A接F、B接E），闭合开关，磁针仍发生明显偏转，但转动方向和
原来相反。实验证明，电流的磁场的方向与电流的方向有关。
实验原理
改进后实验之所以取得了明显的实验效果，是因为小磁针上方有多条直导线且电流
的方向相同，小磁针受到了多条直导线的电流的磁场的作用；事实上，小磁针在线圈abcd
的内部它受到了整个线圈的磁场的作用（这一点在教学中不要向学生指明）。
注意事项
学生电源选用直流档次2～4V，电压不要过高，绕制线圈时线圈圈数不要过少。否
则，通电后会发生短路（学生电源有过载保护）而影响实验进行。
二、焦耳定律实验
1．实验缺点
如图3是九年义务教育初中物理第二册《焦耳定律》一节的实验装置图。现摘入教
材中设计的实验步骤如下：
①接通电路一段时间，比较两瓶中煤油哪个上升得高。实验结果是：甲瓶中煤油上
升得高。这表明电阻越大，电流产生的热量越多。
②在两玻璃管中的液柱降回到原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上
面的实验，通电时间和前次时间相同，在这两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油
哪次上升得高。在第二次实验中，瓶中煤油上升得高。这表明电流越大，电流产生的热
量越多。
③实验表明，通电时间越长，瓶中的煤油上升得越高，电流产生的热量越多。
笔者根据上述步骤，利用课余时间做过多次实验，发现实验中液柱上升很慢，在课
堂上要完成上述步骤①还勉强能完成，但要完成步骤②、让升上的液柱降下来再上升进
行观察比较，一节课难以完成任务。所以多年来学校实验室配置的这一器材成为一种摆
设，为了完成教学任务，很多教师对这一节课的教学处理常常是变做实验为讲实验。
2．实验改进
材料与制作 如图4，找三个相同大小的塑料盒，分别将三条电阻丝R1、 R2 、R
3
密封在塑料盒内，外留两个接线柱，使得R1＞ R2＝R3，在塑料盒的两端插入玻璃管，并
给玻璃管接上橡皮管。将两个U形玻璃管、开关S、电阻R固定在演示板上。用橡皮管
将玻璃管和U形玻璃管连接起来，用导线将各接线柱做如图连接。
实验操作
①打开夹子e、f，向两U形管中加水，并使两管中的水面相平，为了便于观察可
事先将水染红。
②用夹子e、f将橡皮管夹住，断开开关S，将接线柱a、d接到电源正负极上，发
现两管中红色的水柱很快上升，A管中的水位上升的较高。说明在电流、时间一定时，
电阻越大，电流产生的热量越多。
③断开电源，并打开夹子e、f，水位恢复初始状态。
④用R3盒换下R2盒，闭合开关S，将R连入电路，再将a、d连入电源的正负极，
发现两管中的水位很快上升，A管中的水位上升得较高。说明在电阻、时间一定，电流
越大，电流产生的热量越多。
优点及原理
经过上述的改进后，可在很短的时间内完成实验，并且实验直观、形象，学生可以
通过观察、比较红色水柱的高低来比较电流产生热量的多少。实验改进是转换法思想的
典型应用。在固体、液体、气体中，相同条件下，气体膨胀最快、最大，当电阻丝中有
电流时，电阻丝的温度升高，使塑料盒内的空气受热膨胀，气体的膨胀又使得U形管内
的水位发生了变化，正是这种转换，使我们在短时间内取得了良好的实验效果。