九年级物理全册同步教案：焦耳定律方式一【情景导入】多媒体展示图片：用电器。
师：这些用电器通电后都有一个共同的现象，想一想是什么？生：发热。
师：对！这些热量都是通过电能得来的，电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。
本节我们来学习有关电热的知识。
方式二【实验导入】演示实验：将如图18-4-2所示三个用电器同时接入电路中，一段时间后，让学生感觉体验：电炉丝已经发烫，灯泡有些热，电风扇只是微微有热感。
师：为什么都是用电器，它们产生的热量会有这么大的差别呢？学习了本节内容，你们就明白了。
方式三【设疑导入】师：我们家里都有电饭锅、电熨斗，你们有没有发现这样一个问题，连接它们的电线与它们是串联的，也就是说，通电时，通过导线和用电器的电流是相同的，那为什么当电饭锅、电熨斗发热、发烫时，而这些电线却不怎么热呢？学生产生疑问。
师：通过本节的学习，我们就可以解决这些问题了。
1.关于公式Q＝I2Rt的推导与应用当电路为纯电阻电路时，用电器所消耗的电能全部转化成内能，此时Q＝W，所以此时计算电功的公式W＝Pt＝UIt＝I2Rt＝U2Rt都可以用来计算电热Q，且由推导公式可知，相同时间内，串联电路中，电阻越大产生的热量越多；并联电路中，电阻越小产生的热量越多。
2.其他实验设计：探究电流的热效应跟电阻大小的关系［中考解读］焦耳定律是中考中有关电热计算问题的重要内容，经常考查有关热值、比热容和焦耳定律的综合性计算问题，同时也涉及实验探究性问题，例如探究电热的影响因素。
中考中多以选择题、填空题、实验探究题和计算题的形式出现。
［考点对接］1.电流的热效应例1［北京中考］如图18-4-3所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是()［答案］A［考点对接］2.探究电流的热效应的影响因素例2［沈阳中考］如图18-4-4所示，这是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是()A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法B.甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D.乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小［答案］AD材料一——电流热效应的利与弊（1）电流热效应的利生活中和许多产业中都要用到电热，例如，电炉通电后，电炉丝变得发红；白炽灯通电后，一会儿热得烫手；电饭锅通电后，可以将生米煮成熟饭。
这些都是电流热效应的有利应用。
利用电流热效应的用电器还有电热水器、电烤箱、电熨斗、电取暖器等。
（2）电流热效应的弊当大电流通过导线而导线又不够粗时，就会产生大量的热量，破坏导线的绝缘性能，从而导致多条导线的线路出现短路，引发电气火灾。
为了避免导线过热，有关部门对各种不同截面积的导线电缆规定了最大允许电流(安全电流)。
短路电流的热效应是酿成电气火灾的主要原因。
因为短路电流很大，常为工作电流的几倍至几十倍，足以引燃短路点周围的可燃物质，从而导致电气火灾的发生。
现在在一些电路设计及施工中，采取电气火灾监控系统来尽量减少和控制此类事件的发生及影响。
一些大功率电子元器件在工作中要发热，电动机、变压器等在运行中会升温，这也是电流热效应引起的，温度过高会危及这些设备的安全，所以一般要想方设法采取散热措施，以便延长设备的使用寿命。
材料二——电热器的电阻丝为什么用电阻率大的合金丝制作电热器的主要组成部分是发热体。
发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。
发热体为何要用电阻率大的合金丝制成呢？采用电阻率大的合金丝，主要是为了在发热体功率一定时，使单位长度的电热丝上产生较大的热功率。
这样，对比热容小的电热丝，就可以达到较高的温度，使热量传递速度增加，提高热效率。
同时，选用电阻率大的合金丝，可以使电热丝的横截面积增加一些，这就降低了单位面积上分担的功率（表面负荷），增加了有效辐射面积，大大延长了电热器的使用寿命。
如果采用电阻率较小的金属丝（如铁丝），要达到与上述合金丝相同的电阻值，在横截面积保持不变的条件下，铁丝的长度将是合金丝的十几倍。
这样，单位长度铁丝的发热功率太小，无法达到所需的温度。
1. 电流具有热效应，学习了电流的热效应后，关于电热的下列几个说法错误的是（）A．电热会烧毁电器元件，引发火灾，有百害而无一利B．电流通过任何用电器都或多或少地会产生热量C．因为电流过大产生电热而烧坏局部电路，可用于整体电路的保护D．为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热2. 如图所示两个相同的烧瓶中各放置一段电阻丝（ R甲＞R乙），在瓶中盛入等量煤油并插入温度计，通电一段时间后，甲瓶中温度计示数比乙瓶中温度计示数高．该现象说明了电流产生的热量与下列哪个因素有关？（）A．通电时间B．电流C．电荷量D．电阻3.如图所示，R 1=10 Ω，R2=20 Ω，当开关闭合，电流在相同时间内通过电阻R1与R2上产生的热量之比为________，某同学想测R1和R2两端的电压，电路连接好后，测出了R1两端的电压，继续测R2两端电压时，断开A点后，以CD为轴线，将电压表沿水平方向转180度到如图虚线所示位置，连接后闭合开关，则电压表表盘上会观察到：________________．4.据《城市商报》报道：夏日，我市部分地区居民集中用电，因为线路老化，引发火灾，其原因是：集中用电，消耗的总功率过大，使线路的________超过安全电流值，产生过多的________，导致电线过热，引发火灾．5.用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝，瓶中温度计显示煤油的温度．（1）实验中电流做功的多少是根据煤油________变化的大小来判断的，为比较两电阻做功的多少，两瓶煤油的质量应________．（2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油？”对此合理的解释是________．（填字母）A．煤油有颜色便于观察 B．煤油密度较小C．煤油比热容较小（3）两瓶中电阻________联使得通过它们的电流和通电时间相等，甲瓶中的电阻丝较长，电阻较________，电压较高．（4）实验发现，甲瓶温度升高较多．表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越________．【趣味链接】电热水器电热水器，是利用电加热方法提供生活用热水的电器。
按加热方式分为快热式和贮水式两种。
电热水器的功率一般为900～7500 W。
内胆是电热水器的关键．为了防止内表面受到腐蚀，机内还装有一根镁棒，镁棒在热水器中是作为牺牲阳极使用的．上水时必须将出水口打开，作封闭式安装时，加热期间进水阀必须处于开启状态．电热水器如果使用时间长了，电热水器要每年进行一下维护．【拓宽延伸】小宇家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌旁贴有如下两条警示语．请你应用学过的物理知识对这段警示语中的必要性给予合理的解释．（1）必须确认贮水后，才能通电加热．（2）在气温低于0℃的寒冷季节，欲长时间停用热水器，请先排空热水器中的水．1.A解析：电流的热效应有不利的因素，如电热会烧毁电器元器件，引发火灾，但电热并不都是有害的，在我们生活中和许多产业中都要用到电热．如家里的电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器等都是利用电热的，所以选项A的说法是错误的；任何用电器中都有导线，导线都有电阻，当电流经过电阻时，就会产生热量，所以选项B的说法是正确的；保险丝是用电阻率大而熔点低的材料制成的，当电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护的作用，所以选项C的说法是正确的；为防止电热带来的危害，我们要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热，目的就是为了防止用电器由于温度过高而损坏用电器，所以选项D的说法是正确的．故选A．2.D解析：已知：R甲＞R乙，I甲=I乙，通电时间t相同，由Q=I2Rt可知，Q甲＞Q乙；又因为甲、乙两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油，所以甲烧瓶内煤油温度升高的快的原因是因为该瓶内的电阻大；故本实验研究的是电流产生的热量与导体电阻的关系．故选D．3. 1：2 电压表的指针反向偏转解析：（1）由图知，R1和R2串联，通过R1和R2的电流：I1=I2，因为Q=I2Rt，通电时间t 相等，所以电流通过R1、R2产生的热量之比：Q1：Q2=I2R1t：I2R2t=R1：R2=10 Ω：20 Ω= 1：2；（2）沿水平方向转180度到如图虚线位置后，D还是接的电压表的负接线柱，此时电压表的正负接线柱接反，指针反向偏转．4.电流热量解析：由于各居民家用电器是并联的，集中用电，消耗的总功率会过大，则干路中的电流会过大，根据焦耳定律，产生过多的热量，引发火灾．5.（1）温度相等（2）C （3）串大（4）多解析：（1）电流通过电阻丝会产生热量，瓶中的煤油吸热温度会升高，利用转化法，根据煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少，并且在此利用控制变量法，从公式△t= Q/ cm 可知应控制两瓶中煤油的质量相等．（2）借助煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少，因此温度的变化越明显越好，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，由于煤油的比热容较小，所以温度变化较大．（3）从串联和并联电路的电路的特点可知，要想使通过两瓶中电阻丝的电流和通电时间相等，应让两电阻丝串联，而两电阻丝的材料、横截面积均相同，但甲瓶中的电阻丝较长，所以其电阻较大，分担的电压较大．（4）从（3）题中可知甲瓶中电阻丝的阻值大于乙瓶中电阻丝的阻值，根据串联分压的特点，甲瓶中电阻丝两端的电压大于乙瓶中电阻丝两端的电压，而甲瓶温度升高较多，所以在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越多．【趣味链接】（1）若水箱中无水，通电后水箱中热水器的温度会快速持续上升，直至损坏热水器．（2）在气温低于0℃的寒冷季节，长时间停用热水器，热水器中的水会因凝固结冰而体积增大胀破热水器．思维点睛：（1）热水器中的加热元件在不烧水时通电，很容易因温度过高而损坏；（2）水的凝固点是0℃，当水温低于0℃时会凝固成冰，并且体积变大．。