焦耳定律教案(2)

1、18.4 焦耳定律一、 教学目标（一）知识与技能 1 1能通过实例，认识电流的热效应。 2 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 3会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。（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）情感态度和价值观会解释生活中一些电热现象， 通过学习电热的利用与防止， 学会辩证地看待问题。二、教学重难点电热是指电流做功把电能转化为内能， 电热的大小与哪些因素这个实验从提出问 题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是 研究电热与电流、

2、电阻和通电时间的关系， 实验中要采用控制变量的方法。 研究 电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同， 设计出的电路要使用两个不同的 电阻串联。 研究电热与电流的关系的设计是一个难点， 电阻相同改变电流， 可以 利用并联分电流的思想，也可以两个电路来完成。焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少，它与电功有联系也有区别。电功是 指电流做功，可以把电能转化为各种形式能， 而电热只是电功的一部分。 只有在 纯电阻电路中，这两个量才相等。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

3、策略电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同 形式的能量。本节研究的是把电能转化为内能多少， 生活中的用电器工作时都伴 有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题， 学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。在设计实验研究电热与电流、 电阻和通电时间关系时，要利用到控制变量的方法。研究电热与电阻的关系要比 研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。设计实验 时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使 两电阻的电流不相等。电热与电功的联系与区别，可以通过公式推导的方法得出在纯电阻电路中Q=v

4、Q=vy在非纯电阻电路中，电热只是电功的一部分。也可以从能量转化的角度来比较电 热与电功，电热是指把电能转化为内能，而电功是把电能转化为其它形式的能， 电热只是电功的一部分。四、教学资源准备校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板（含电能表）、功率不同的 用电器（如热得快和白炽灯）、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、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复习提问（2 2 分钟）1.1. 电功的大小与哪些因素有 关？如何计算？2.2. 能说出一些用电器工作时 能量的转化情况？学生按要求回忆，回答。为本节课作知识上的铺垫。创设情景 引入新课 （3 3分钟）电流在电路中

5、做功，可以将电 能转化为其它形式的能，如电 动机、电灯发光、电视机工 作。当这些用电器工作一段时间 后，我们触摸它们的有关部学生说出常见用电器工作 过程中能量的转化。电流通过导体时电能转化 成内能。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。位，会有什么感觉？这是什么原因？电流的热效应学生总结：培养学生总投影：电饭锅、取暖器、油灯、这些用电器工作时都是把结问题的能电炉丝、电烙铁电能转化成内能。力。这些用电器工作时有什么共（得出电流的热效应的概由生活现象同特点？念）培养学生发导线和电炉丝串联，为什么电电热的大小可能与导体的现问题并提炉丝热得发红而导线并不很电阻有关。出问题

6、的能热？说明什么？学生结合生活实际进行猜力。一、提出问题想：培养学生合电流通过导体时产生热量的电流、电压、电阻、通电时理猜想，并分多少跟什么因素有关？间析猜想的合二、猜想与假设学生举例证明猜想的合理理性。学会排新课教学提示：电热是电流通过电阻时性。除不合理猜（2828 分钟）产生的热量，电路中有电压不学生讨论：想。一定有电流，所以电压对电流实验时要控制电路中的电培养学生利通过电阻产生热量的多少没流相等，改变电阻，比较在用控制变量有影响。（排除电压这个物理相同时间内放出热量的多的方法来设量）少。计实验。电流通过导体产生热量的多可以通过加热相同物体，比通过分析实少与有关。较物体吸热升温的多少验装置

7、的合你能结合实例说出这三个因学生观察实验装置讨论得理性来培养素对电热的影响吗？出：学生的设计三、设计实验1 1 本装置研究电热与电阻实验的能力。要研究电流通过电阻产生热的关系。培养学生利量与电阻的关系，如何设计实2 2电阻串联，可以使流过用转换的方验？如何比较产生热量的多两根电阻丝的电流和通电法把不易观少？时间相同。察的量转换四、进行实验展示实验装置 1 1观察本实验装置，思考：1 1 本装置可以用于研究电热 与哪个因素的关系？2 2两电阻为什么要串联？3.3. 如何比较电流通过电阻放出热量？4.4. 设计实验数据记录表格电路接通，进行实验，观察 U U 形管中液柱的上升情况，把实 验结果填入

8、表格中。分析实验数据，可以得到什么 结论？展示装置 2 21.1.本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？2.2. 右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？3.3. 如何比较电流通过电阻放3 3.通过左右两管液面的高 度差来比较，液柱上升得越 高，放出热量越多。学生根据实验数据，得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电 阻产生的热量越多。学生观察实验装置讨论得出：1.1. 本装置研究电热与电流 的关系。2.2. 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）。3.3. 通过左右两管液面的高 度差来比较，液柱上升得越 高，放出热量越多。出热量?电流

9、 I/AI/AR R电阻/ / Q5 51010产生热量（多/ /少）为易观察的 现象。学会设计实 验数据记录 表格会根据实验 数据得出结 论，利用控制 变量的方法 准确的描述 出结论。培养学生设计数据记录 表格、 分析实 验、总结实 验、描述实验 结论的能力。培养学生对 实验数据综 合分析能力。4 4.实验数据表格培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。4 4 设计实验数据记录表格 电路接通，进行实验，观察 U U 形管中液柱的上升情况，把实 验结果填入表格中。分析实验数据，可以得到什么 结论？对于某一个电阻，在电流一定 时，通电时间越长，电流通过 电阻产生热量越多。这个结论 可以通

10、过刚才的实验中看出 来，某一根电阻丝通电时间越 长，液柱上升越高，说明放出 热量越多。五、分析论证，得出结论 对以上两个实验进行总结，电 流通过电阻产生热量多少与 电流、电阻和通电时间。焦耳定律介绍科学家焦耳。英国科学家做了大量实验于18401840 年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和4.4.实验数据表格电阻 R/R/QR RF F2电流 I/AI/A产生热量（多/ /少）学生根据实验数据，得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电 阻产生的热量越多。学生总结以上两个实验：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，电

11、流 通过电阻产生热量越多。了解焦耳在电热上的成就 学生了解焦耳定律的内容, 记住公式。学生快速的计算本题中的 电热。通电时间的关系，即焦耳定Q=|Q=|2Rt=Rt= (4 4. 55A55A)2X 4848. 4 4利用焦耳定律。5Q X 600s=6600s=6X 1010 J J律进行简单电流通过导体产生的热量跟学生结合欧姆定律进行计计算，培养学电流的二次方成正比，跟电阻算生利用公式成正比，跟通电时间成正比。解决实际问如果热量用 Q Q 表示，电流用 1 1I I5 5 Su4Su4Q=IQ=I2Rt=Rt= (6 6. 8A8A)2X 3232. 3 3题的能力，进表示，电阻用 R R

12、 表示，时间用5Q X 600s=9600s=9X 1010 J J一步熟悉公t t 表示，则焦耳疋律为 Q=IRtQ=IRt。式。例题：一电热水器电阻丝的阻培养学生利值为 4848. 4 4Q,正常工作时的用物理知识电流为 4 4. 55A,55A,工作 10min10min解决实际问放出的热量为多少 J J ?练习：一取暖器接在豕庭电路 中，正常工作时的电流为6 6. 8A,8A,工作 10min10min 放出的热量是多少？题的能力。电功与电热学生计算电流做的电功（电加强知识的上题中已知电压、电流和通电能）联系，培养学时间，可以计算出取暖器消耗W=UIt=220VW=UIt=220VX6

13、 6. 8A8AX生系统学习的电能，那么取暖器消耗的电600s=9600s=9X 10J10J的能力。能与电热之间有什么关系呢？学生讨论：培养利用物理知识解决在刖面的计算过程中利用通过计算我们发现电流做功了欧姆定律，它只能用在纯实际问题能与产生的电热是相等，那么用电阻电路中，用电器工作时力。电器在工作时，电功与电热间把电能全部转化为内能。培养学生合有什么关系呢？不是的，电吹风工作时把电作学习的能当电流做的功全部转化为内能转化为内能,还有一部分力、团队精神能时：转化为动能。匕不是一个纯和交往能力。由于 W=UItW=UIt，U=IRU=IR电阻。电功大于电热。Q=W*tQ=W*t电吹风工作时，消

14、耗了 1000J1000J 的电能，电流在电阻线上产生 热量等于 1000J1000J 吗？电功与电热的联系与区别1.1. 纯电阻电路中 W=QW=Q2.2. 非纯电阻电路中 WQWQ电热 Q=IQ=I2RtRt其它形式的能 E=W-QE=W-Q利用焦耳定律解释现象讨论：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？想想议议：额定电压相同的灯 泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生 的热量越多。可是按照焦耳定 律，电阻越大，单位时间内产 生的热量越多。二者似乎有矛 盾，这是怎么回事？学生讨论：电线与电炉丝串联， 电流相 等，根据焦耳定律，导线

15、的 电阻比电炉丝小得多，相同 时间内放出热量也少。学生讨论这两种情况下有不同的变量，前者是在电压一定时， 电阻越小，电流越大，电热 与电流是平方的关系，所以 电流对电热影响较大。后者 的前提是在电流一定时，电 阻越大，电热越多。培养学生知 识应用能力， 合作学习的 能力、团队精 神和交往能 力。利用控制变 量的方法来 分析问题。通 过辨析加强 对焦耳定律 的理解。电热的利用和防止展示常见一些用电器（电熨 斗、电视机散热孔、取暖器、 电饭锅、电脑主板风扇、笔记 本散热孔、电动机外壳），给这些用电器进行分类，哪些分成两类利用电热的有：电熨斗、取 暖器、电饭锅等。防止电热的有：电视机散热 孑L L、电脑主板风扇、笔记本 散热孔、电动机外壳等利用分类的 方法来培养 学生利用辩 证的态度来 看待问题是利用电热、哪些是防止电热 造成危害的。电热在实际中有利用也有防 止的。我们要利用辩证的态度 来对待电热。总结（5 5 分钟）回忆本节课