18.4 焦耳定律（教学设计）
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
【提问】①导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？
②小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他
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知道，
小明刚看过电视。
你知道他爸爸是根据什么判断的吗？电熨斗发的“热”与电视机发的“热”
都是有用的吗？
通过这节课的学习，你就明白了。 — 《 18.4 焦耳定律》。
思考问题，激发
兴趣，进入情
景。
学习新课
一、电流的热效应
1. 电流的热效应
【提问】 （ 1 ）寻找以下用电器的共同特点
年级
九年级
授课时间
课题
18.4 焦耳定律
教学
目标
1.
能通过生活实例，认识电流的热效应。
2.
能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。
3.
通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。
教材
分析
焦耳定律是初中物理学习的重要定律之一，是能量守恒定律在电能与内能之间
转化的具体体现，教材在电功、电功率之后安排焦耳定律，符合学生的认知规律。
本节由“电流的热效应”“焦耳定律”和“电热的利用与防止”三部分组成，研究
电热与电阻、电流、通电时间的定性关系，焦耳定律的理解及应用既是教学重点又
是教学难点。教学中，做好实验及分析实验现象是关键。
教学
器材
学生电源、焦耳定律演示器一套（含有 2 个密闭容器、 2 个内装等量液体的 U
形管、电阻丝）、导线、开关、滑动变阻器等。
多媒体 ppt ，含视频：《电流通过导体产生的热量跟电阻的关系》、《电流通过导
体产生的热量跟电流的关系》等。
电热毯、电水壶、电饭煲、烤箱等。
分析：这些用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在工作过程中，电能
转化为内能。
（ 2 ）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。
2. 探究影响电流热效应的因素
【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关 ?
【猜想及其依据】
（ 1 ）可能与通过导体的电流有关。因为导体在通入电流时才会发热，所以
电流通过导体时产生热的多少跟电流有关；
（ 2 ）可能与导体的电阻有关。导线和电熨斗串联接入电路，电流是相同的，
电熨斗热的温度高，而导线几乎不热，电流产生的热可能与电阻有关。
（ 3 ）可能与通电时间有关。由生活经验可知，通电时间越长，电流产生的
热量也会越多。
【设计实验】
（ 1 ）实验装置介绍（焦耳定律演示器）
两个透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与 U 形管一
端相连通。两个容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入
电路。
（ 2 ）实验原理
如图所示，两个透明容器中密封着空气， U 形管中液面高度的变化反映密
闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧 U 型管中液柱出现的高
度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。图中，因为 Δ h 右 ＞ Δ h 左 ，所以电
流通过右侧的电阻丝产生的热量多。
知道电流的热
效应。
提出问题并进
行猜想，说出猜
想依据。
了解焦耳定律
演示器的组成
及原理。
（ 3 ）研究方法
①控制变量法：在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时
间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。
②转换法：实验中通过观察 U 形管液面的高度差来比较电流产生热量的多
少，这种研究方法叫转换法。
（ 4 ）实验器材
学生电源、焦耳定律演示器、电流表、滑动变阻器等。
为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联
一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。
（ 5 ）实验记录表
实
验
次
数
电流关系
电阻大小 /Ω
通电时间
关系
U 形管液面
高度差⊿ h
左
右
左
右
左
右
左
右
1
相等
5
10
相等
2
大
小
相等
相等
【进行实验】
（ 1 ）探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系
如图所示，将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路。闭合开关，通电一段
时间后，观察 U 形管液面高度差的变化。
（ 2 ）探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系
知道探究方
法。特别是转
换法的应用。
设计出实验电
路。
了解记录表
格。
在右方密封盒外并联一个 5Ω 的电阻 R 3 ，目的是改变通过盒内电阻的电流大
小，由于 R 3 的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同： I 1 = 2 I 2 。从而
研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
闭合开关，通电一段时间后，观察 U 形管液面高度差的变化。
（ 3 ）探究电流通过导体产生的热量跟时间的关系
闭合开关，通电一段时间后，观察同一个密封盒内 U 形管液面高度差的变
化大小。
【收集证据】
甲
乙
【分析论证】
（ 1 ）分析实验步骤（ 1 ）可发现：在电流和通电时间相等的情况下，电阻
越大，电流产生的热量越多。
（ 2 ）分析步骤（ 2 ）可发现：在电阻和通电时间相等的情况下，电流越大，
电流产生的热量越多。
（ 3 ）分析步骤（ 3 ）可知，在电流和电阻相等的情况下，通电时间越
长，电流产生的热量越多。
观看演示实
验，收集证据。
进行分析论证，
归纳出实验结
论。
归纳实验结论
（ 1 ）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 ）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。
（ 3 ）在电流相同、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。
【播放视频】——《电流通过导体产生的热量跟电阻、电流的关系》
【交流讨论】
实验结束后，小红说她在一本书上看到用如图所示的装置也可以探究电流
通过导体产生的热量跟哪些因素有关。请你对该装置进行评价。
【评价】该装置中，两个相同的烧瓶盛有质量相同、温度相同的同种液体；
烧瓶内插有温度计，可以测量液体的温度。
烧瓶内部有两个阻值不同的电阻丝，组成串联电路接入电路中。
通过比较烧瓶内液体的温度可以探究影响电流通过导体产生热量的因素。
（ 1 ）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数
上升，因此根据温度计示数的变化可知电流产生热量的多少。