第18章 电功率
第4节 焦耳定律学习目标
知识与技能
1．能通过生活实例，认识电流的热效应。
2．通过探究电流产生的热量与哪些因素有关，得出焦耳定
律，并会用焦耳定律进行计算。
3．知道电热在生活中的利用和防止，学会辩证地看问题。
过程与方法
通过实验探索电流的热效应跟电流、电阻大小的关系。
情感、态度与价值观
1．具有对科学的求知欲，乐于探索日常生活中的物理学道
理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。
2．能表达自己的观点，初步具有评估和听取反馈意见的意
识。重点
电流产生的热量跟电阻、电流大小之间的关系。
难点
理解焦耳定律。
学习目标1.电流的热效应
（1）电流通过导体时将电能转化为______，这个现
象叫做电流的热效应.只要有电流通过导体，而且导
体有一定的电阻，就会发生电流的热效应.
（2）电热与电阻的关系：在______相同的条件下，
电能转化成热能时的电功率跟导体的电阻成____比.
2.焦耳定律
（1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟
电流的_______成正比，跟导体的电阻成____比，跟
通电时间成_____比. （2）用公式表示Q=______.
热能
电流
正
二次方
I2Rt正
正
自主学习信息1 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。
信息2 如图所示电炉丝中间断了，现将断头搭接在一起，
接入家庭电路中，会发现，通电的电炉丝会发光、发热，
且断头搭接在一起之处发光更亮，一会儿，断头处又被烧
断。
根据以上实验现象，你能提出一个相关的问题吗？
情境导入 上周六，我们学校小伟同学的妈妈出门前嘱
咐他好好写作业，不要看电视。妈妈回来时看到
他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可
是用手一摸电视机的后盖就发现，小伟刚看过电
视。
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有
热现象产生。
你知道小伟妈妈是根据什么判定的吗？
生成问题 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现
象发生。
一、电流的热效应
自研互学电取暖器 热得快 电流通过导体时电能转化成热能，这个
现象叫做电流的热效应。
上面这些生活中常用的电
器有什么共同的特性？电饭煲
电能转化为热能。
热水器
电热杯
实质: 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉
丝热得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素
有关?
二、探究：电流的热效应与什么因素有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
实验装置
演示实验实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
A
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。实验2：研究电热与电流关系
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。三、焦耳定律 焦耳（James Prescott
Joule，1818—1889），英国物
理学家。用近 40 年的时间做了
400 多次实验，研究热和功的关
系。通过大量的实验，于 1840
年最先精确地确定了电流产生的
热量与电流、电阻和通电时间的
关系。
焦 耳
三、焦耳定律焦耳定律
Q = I ² R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式：
意义：
单位：
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，跟导体的电阻成正比，跟通电
时间成正比。焦耳定律的理论推导
电流通过导体时，如果消耗电能全部转化
为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，
电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。
即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt
考考你：
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉
丝热的发红，而导线却几乎不发热？
原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。 一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上, 在5min
内共产生多少热量？
解：
通过电阻丝的电流为： UI=__
R
= 36V
60Ω =0.6A
电流产生的热量为：
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60J=6480J
例题讲解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。
四、电热的利用和防止 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。
如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电
脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
2．电热的危害焦耳
定律
电流的
热效应
焦耳定律
特征：电流通过导体会发热
探究电流热效应跟哪些因素有关
表述：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。
公式： Q = I2Rt
Q = I2Rt 的推导公式的
应用
课堂小结 1.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”
的实验中，应保持 _____、_____一定，用滑
动变阻器改变电阻丝的电流。
2.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A，它的
电功率是_ __W 通电1min时产生的热量是
_______J。
3.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则
P1:P2=_____。 Q1:Q2=______。
电阻 时间
400
24000
2:3 2:3
当堂演练4、 现有甲乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞
R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时
间内，它们发热情况是（ ）
A 、甲放热多 B 、乙放热多
C 、同样多 D、无法判断
5、将一台“220V 100W”的电风扇，一个
”220V 100W”的充电器，一把“220V 100W”
的电烙铁分别接在220V的电源上，在相同时间
内，电流通过他们时发热功率最大的是（ ）
A 电烙铁 B 充电器
C 电风扇 D 一样多
B
A（见教材P102 动手动脑学物理）
1.某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min
产生多少焦耳的热量？
解:Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J.
2.一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下
使用，每分钟产生多少热量？
解
:Q=W=Pt=450W×1×60s=2.7×104J.
教材习题解答3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压
下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多
大？在额定电压下通电10min产生多少热量？
解:额定功率
产生的热量
Q=W=Pt=40W×10×60s=2.4×104J4.某校师生自制了一台电烘箱.电烘箱的电阻丝通过5A的
电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量.求这台电烘箱
的电功率和电阻丝工作时的电阻.
解：
由Q=I2Rt得5.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我
们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热
散发掉.
（1）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例；
（2）列举两个生活或生产中防止电流热效应产生危害而
采取的措施.
解：（1）如电饭煲、电热水器等利用电流的热效应来加热.
（2）电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热；电动机
的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热
片吹风，这些措施都是为了降温.6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接
起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚
至引起火灾.这是为什么？
解：导线相互连接处的电阻大.根据电流的热效应跟电阻
大小的关系，接入电路的电阻越大，发热越多，温度越
高，这样长时间工作会加速老化，甚至引起火灾.
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