焦耳定律教案（精編版）

1、-焦耳定律南屏中學(xué)孫樹東一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1. 能通過實(shí)例，認(rèn)識電流的熱效應(yīng)。2. 能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出電熱的大小與電流、電阻和通電時間有關(guān)，知道焦耳定律。3. 會用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算，會利用焦耳定律解釋生活中電熱利用與防治。（二）過程與方法體驗(yàn)科學(xué)探究過程， 了解控制變量的物理方法， 提高實(shí)驗(yàn)探究能力和思維能力。（三）情感態(tài)度和價值觀會解釋生活中一些電熱現(xiàn)象， 通過學(xué)習(xí)電熱的利用與防止， 學(xué)會辯證地看待問題。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)研究電熱與電流、 電阻和通電時間的關(guān)系， 并確定研究方法及實(shí)驗(yàn)操作中各個環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問題。難點(diǎn)：對焦耳定律的理解及焦耳定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。三、教學(xué)

2、過程（一）情景引入周末，小明的媽媽上班出門前囑咐小明先做完作業(yè)，然后再看電視， 可是小明等媽媽一出門直到媽媽下班快回家才開始做作業(yè)。媽媽問他為什么沒有做完作業(yè)，小明說作業(yè)太難了?？伤麐寢屩蛔隽艘患戮椭佬∶髡f了謊，請問，他媽 媽是怎么做的？媽媽摸了摸電視的散熱窗，發(fā)現(xiàn)那么還熱乎乎的呢。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請舉例說明。如：電冰箱、電水壺、電飯鍋、電燈、電腦等。（二）新課教學(xué)1、電流的熱效應(yīng)剛才我們看到的這些電熱器都是利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置。電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。但是我們看到電爐絲和導(dǎo)線是串聯(lián)的，它們通過的電流相同，為什么工作

3、時電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不熱呢？電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少和什么因素有關(guān)呢？請同學(xué)們猜想一下。下面我們來通過實(shí)驗(yàn)探究一下。請同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)裝置， 我們來了解設(shè)計(jì)這個實(shí)驗(yàn)的思路以及實(shí)驗(yàn)采用的方法。我們將電阻絲放入密閉的容器中，通電后電阻絲發(fā)熱使得空氣膨脹，推動 u型管內(nèi)液體上升， 通過對左右兩管液面的高度差來比較，液柱上升的越高， 放出熱量越多。這里我們采用的研究方法是轉(zhuǎn)換法。實(shí)驗(yàn)中，我們將一個5和 10串聯(lián)，目的是讓通過它們的電流相等，然后我們用兩個 5 的電阻并聯(lián)再與一個5 的串聯(lián)，目的是讓兩個電阻的阻值相等， 而電流不相等。這里我們采用的研究方法是控制變量法。了解了這些內(nèi)容后，我們一

4、起來做下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)做完了，我們來總結(jié)一下：（1） 在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。（2） 在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。2、焦耳定律焦耳用近40 年的時間做了400 多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)驗(yàn)，于 1840 年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。（1） 內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。（2） 公式： q = i2rt（3） 單位：i電流-ar-電阻-wt-時間-sq-電熱-焦耳（ j）例題：一根60 的電阻接在3

5、6 v 的電源兩端，在5 min 內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?解：學(xué)完了焦耳定律， 現(xiàn)在我們知道為什么電爐絲熱的發(fā)紅， 而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱的原因了， 那是因?yàn)殡姞t絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大了很多， 所以才會出現(xiàn)這樣的情況。3、電能與電熱的關(guān)系前面第一節(jié)里我們學(xué)習(xí)了電能和電功， 知道了電流流過導(dǎo)體時會把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能， 電熱也是電流流過導(dǎo)體時產(chǎn)生的， 那么這兩者之間是不是有什么關(guān)系呢？下面我們來分析一下。（1） ）當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量q 就等于消耗的電能w，將歐姆定律代入公式中，即q = w = uit = i2rt=u2r/t如：

6、電暖器，電飯鍋，電爐子等。這類電路叫純電阻電路。（2） ）當(dāng)電扇之類的電器工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能，這類電路叫非純電阻電路。歐姆定律在這類電器中是不適用的。電能內(nèi)能+機(jī)械能在這里： wq 熱那么怎么來計(jì)算電扇工作時產(chǎn)生的熱量呢？其實(shí)還是用焦耳定律來計(jì)算的。q 熱=i 2rt。注意式中的 i是通過風(fēng)扇的電流， r 是風(fēng)扇的內(nèi)阻。想一想：在公式 q=u2t/r 中，電阻 r 越小單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照 q=i2rt，電阻 r越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事 ?答：前者說電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大

7、，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。4、電熱的利用和防止展示常見一些用電器圖片（電熨斗、電視機(jī)散熱孔、取暖器、電飯鍋、電腦主板風(fēng)扇、筆記本散熱孔、電動機(jī)外殼），給這些用電器進(jìn)行分類，哪些是利用電熱、哪些是防止電熱造成危害的。例如利用電熱的有：電熨斗、取暖器、電飯鍋等。防止電熱的有：電視機(jī)散熱孔、電腦主板風(fēng)扇、筆記本散熱孔、電動機(jī)外殼等。電熱在實(shí)際中有利用也有防止的。我們要利用辯證的態(tài)度來對待電熱。（三）、小結(jié)：請同學(xué)們回答下面的問題：1電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)， 2焦耳定律的內(nèi)容，3. 電功與電熱的關(guān)系，4. 電熱的利用、防止。（四）作業(yè)：1. 課后“動手動腦學(xué)物理”第1、2、3 題2. 調(diào)查生活中還有哪些是利用電熱，哪些是防止電熱的措施。(五)板書設(shè)計(jì)18.4 焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。二、焦耳定律1、內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體