《焦耳定律》教学设计

精品文档 你我共享《焦耳定律》教学设计高垚骏（安徽省宣州区新田中心初中）一、教学目标（一）知识与技能．能通过实例，认识电流的热效应。．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。．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、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知识改变命运精品文档 你我共享通电时间相同，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=W，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知识改变命运精品文档 你我共享能，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、教学过程教学设计教师活动学生活动环节意图1．电功的大小与哪为本复习些因素有关？如何计学生按要求回忆，节课作知算？回答。识上的铺提问垫。（22．能说出一些用电分钟）器工作时能量的转化情况？创设电流在电路中做功，学生说出常见用创造情景可以将电能转化为其它电器工作过程中能量课堂情景，引入形式的能，如电动机、电的转化。激发学生新课灯发光、电视机工的兴趣和（3作⋯⋯。求知欲。知识改变命运精品文档你我共享分钟）电流通过导体时当这些用电器工作电能转化成内能。联系一段时间后，我们触摸它实际，引入们的有关部位，会有什么新课。感觉？这是什么原因？电流的热效应学生总结：投影：电饭锅、取暖培养器、油灯、电炉丝、电铬这些用电器工作学生总结铁⋯⋯时都是把电能转化成问题的能内能。力。这些用电器工作时新课有什么共同特点？（得出电流的热教学（28效应的概念）分钟）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？说明电热的大小可能什么？与导体的电阻有关。由生一、提出问题学生结合生活实活现象培际进行猜想:养学生发知识改变命运精品文档 你我共享电流通过导 体时产 现问题并生热量的多少跟什么因 电流、电压、电阻、提出问题素有关？ 通电时间⋯⋯ 的能力。二、猜想与假设学生举例证明猜想的合理性。培养提示：电热是电流通学生合理过电阻时产生的热量，电猜想，并分路中有电压不一定有电学生讨论：析猜想的流，所以电压对电流通过合理性。学电阻产生热量的多少没实验时要控制电会排除不有影响。（排除电压这个路中的电流相等，改变合理猜想。物理量）电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。电流通过导体产生热量的多少与可以通过加热相培养有关。同物体，比较物体吸热学生利用升温的多少控制变量你能结合实例说出的方法来这三个因素对电热的影设计实验。响吗？学生观察实验装置讨论得出：知识改变命运精品文档 你我共享三、设计实验1．本装置研究电要研究电流通过电热与电阻的关系。阻产生热量与电阻的关通过系，如何设计实验？如何2．电阻串联，可分析实验比较产生热量的多少？以使流过两根电阻丝装置的合的电流和通电时间相理性来培四、进行实验同。养学生的设计实验展示实验装置13．通过左右两管的能力。液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出培养热量越多。学生利用转换的方电法把不易观察本实验装置，思流I/A观察的量考：R转换为易R12观察的现1．本装置可以用于象。研究电热与哪个因素的电51关系？阻/Ω0产知识改变命运精品文档 你我共享2．两电阻为什么要生热量串联？（多/少）学会3．如何比较电流通设计实验过电阻放出热量？4．实验数据表格数据记录表格4．设计实验数据记学生根据实验数录表格

据，得出结论：在电流和通电时间相同时，电电路接通， 进行实阻越大，电流通过电阻验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。

产生的热量越多。学生观察实验装

会 根分析实验数据，可以置讨论得出：

据实验数得到什么结论？展示装置2

1．本装置研究电热与电流的关系。2．使右边容器中的电阻丝中的电流与

据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论。知识改变命运精品文档 你我共享左边容器中的电阻丝1．本装置可以用于 不等（左边电流大于右研究电热与哪个因素的 边电流）。关系？3．通过左右两管2．右边电阻丝上为 液面的高度差来比较，什么要再并联一根电阻 液柱上升的越高，放出丝？ 热量越多。3．如何比较电流通 4．实验数据表格过电阻放出热量？电

培 养学生设计数据记录．设计实验数据记录表格电路接通，进行实验，观察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？

阻R/Ω 表格、分析实验、总结R R实验、描述1 2实验结论电的能力。流I/A产生热量（多/少）知识改变命运精品文档 你我共享对于某一个电阻，在培养电流一定时，通电时间越学生根据实验数学生对实长，电流通过电阻产生热据，得出结论：在电阻验数据综量越多。这个结论可以通和通电时间相同时，电合分析能过刚才的实验中看出来，流越大，电流通过电阻力。某一根电阻丝通电时间产生的热量越多。越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。学生总结以上两个实验：五、分析论证，得出结论电流通过电阻产生热量的多少与电流、对以上两个实验进电阻和通电时间都有行总结，电流通过电阻产关，电流越大、电阻越生热量多少与电流、电阻大、通电时间越长，电和通电时间。流通过电阻产生热量越多。焦耳定律培养学生的人介绍科学家焦耳。了解焦耳在电热文精神、学知识改变命运精品文档 你我共享上的成就 习科学家英国科学家 做了大 的实事求量实验于1840年最先精 是的精神。确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定 学生了解焦耳定律。 律的内容，记住公式。电流通过导体产生的热量跟电流的二次方利用成正比，跟电阻成正比，焦耳定律跟通电时间成正比。进行简单学生快速的计算计算，培养如果热量用Q表示，本题中的电热。学生利用电流用I表示，电阻用R公式解决表示，时间用t表示，则Q=I2Rt=实际问题焦耳定律为Q=I2Rt。（4．55A）2×48．4的能力，进Ω×600s=6×105J一步熟悉公式。例题：一电热水器电阻丝的阻值为48．4Ω， 学生结合欧姆定知识改变命运精品文档 你我共享正常工作时的电流为 律进行计算 培 养4．55A，工作10min 放 学生利用出的热量为多少 J ？ 物理知识解决实际Q=I2Rt=（6．8A）问题的能2×32．3Ω×600s=9 力。练习：一取暖器接在 ×105J家庭电路中，正常工作时的电流为 6．8A，工作10min 放出的热量是多少？电功与电热上题中已知电压、电 学生计算电流做流和通电时间，可以计算 的电功（电能）出取暖器消耗的电能，那么取暖器消耗的电能与 W=UIt=220V ×电热之间有什么关系 6．8A×600s=9 ×呢？ 105J通过计算我 们发现 加 强电流做功与产生的电热 知识的联知识改变命运精品文档 你我共享是相等，那么用电器在工作时，电功与电热间有什么关系呢？

系，培养学生系统学习的能力。学生讨论：当电流做的 功全部转化为内能时： 在前面的计算过程中利用了欧姆定律，由于 W=UIt ， 它只能用在纯电阻电 培 养U=IR 路中，用电器工作时把 利用物理电能全部转化为内能。 知识解决Q=W=I2Rt 实际问题能力。电吹风工作时，消耗了1000J 的电能，电流 不是的，电吹风工在电阻线上产生热量等 作时把电能转化为内于1000J吗？ 能，还有一部分转化为 培 养动能。它不是一个纯电 学生合作电功与电热 的联系 阻。电功大于电热。 学习的能与区别 力、团队精神和交往1．纯电阻电路中 能力。W=Q知识改变命运精品文档 你我共享．非纯电阻电路中W>Q电热Q=I2Rt其它形式的能W?Q利用焦耳定律解释学生讨论：培养现象学生知识电线与电炉丝串应用能力，讨论：电炉通过导线联，电流相等，根据焦合作学习接到电路中，导线和电炉耳定律，导线的电阻比的能力、团丝串联，为什么电炉丝热电炉丝小的多，相同时队精神和得发红而导线并不很间内放出热量也少。交往能力。热？学生讨论利用想想议议：额定电压控制变量相同的灯泡，额定功率越这两种情况下有的方法来大，电阻越小，正常工作不同的变量，前者是在分析问题。时单位时间内产生的热电压一定时，电阻越通过辨析量越多。可是按照焦耳定小，电流越大，电热与加强对焦知识改变命运精品文档 你我共享律，电阻越大，单位时间电流是平方的关系，所耳定律的内产生的热量越多。二者以电流对电热影响较理解。似乎有矛盾，这是怎么回大。后者的前提是在电事？流一定时，电阻越大，电热越多。电热的利用和防止展示常见一些用电分成两类利用器（电熨斗、电视机散热分类的方孔、取暖器、电饭锅、电利用电热的有：电法来培养脑主板风扇、笔记本散热熨斗、取暖器、电饭锅学生利用孔、电动机外壳⋯⋯），等。辩证的态给这些用电器进行分类，度来看待哪些是利用电热、哪些是防止电热的有：电问题防止电热造成危害的。视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电热在实际中有利电动机外壳等用也有防止的。我们要利用辩证的态度来对待电热。知识改变命运精品文档 你我共享回忆本节课内容1．电流的热效应与 梳理本节课知识 利 用哪些因素有关？ 内容，学生根据问题逐 问题引领总结 个回忆本节课的内容， 的方法培（5 分 2．焦耳定律 形成一个知识体系。 养学生总钟） 结归纳的3．电功与电热的关 能力系4．电热的利用 防止1．课后“动手动脑 巩 固学物理”第1、2、3题 学生按要求完成 本课学习作业，对生活实际开展 内容，同时布置 2