18.4焦耳定律

1、第十八章電功電功率第四節(jié)焦耳定律教學設(shè)計趙志強一、教學目標（一）知識與技能1能通過實例，認識電流的熱效應(yīng)。2能在實驗的基礎(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會用焦耳定律進行計算，會利用焦耳定律解釋生活中電熱利用與防止。（二）過程與方法體驗科學探究過程，了解控制變量的物理方法，提高實驗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，通過學習電熱的利用與防止，學會辯證地看待問題。二、教學重難點電熱是指電流做功把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電熱的大小與哪些因素有關(guān)這個實驗, 從提出問題 猜想設(shè)計實驗進行實驗與收集證據(jù)得出結(jié)論幾個方進行研究。 重點是研究電熱與電流、電

2、阻和通電時間的關(guān)系，實驗中要采用控制變量的方法。研究電流與電熱的關(guān)系時要控制電阻和通電時間相同， 改變電流可以利用改變電池的節(jié)數(shù)即改變電壓的方法來實現(xiàn)，對于通電時間選擇同時開始與結(jié)束實驗的方法，做對比實驗；研究電阻與電熱關(guān)系時要控制電流和通電時間相同， 設(shè)計出的電路要使用兩個不同的電阻串聯(lián)。重點：通過實驗研究電流、電阻和通電時間與電熱的關(guān)系，并確定研究方法及實驗操作中各個環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問題。難點：對焦耳定律的理解及焦耳定律在實際生活中的應(yīng)用。三、教學策略電流做功的過程就是把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，不同的用電器轉(zhuǎn)化成不同形式的能量。 本節(jié)研究的是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能多少，生活中的用電器工作時都伴有

3、熱的現(xiàn)象，用此引入電流的熱效應(yīng)，從電熱水袋與連接的導(dǎo)線入手，提出問題， 學生也比較容易猜到電阻是影響電熱的因素之一。在設(shè)計實驗研究電熱與電流、電阻和通電時間關(guān)系時，要利用到控制變量的方法。 設(shè)計電阻與電熱關(guān)系實驗時，結(jié)合串聯(lián)電路的特點，使兩電阻的電流、通電時間相等，設(shè)計電流與電熱關(guān)系實驗時，改變電壓進而使同一電阻的電流不相等。四、教學資源準備五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)情景引入新課電熱水袋近幾年冬天使用的人越來越多了，要讓水袋發(fā)熱得怎樣操作？我們生活中，有很多用電器通電后都有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請舉例說明。比如：電飯煲、 電熨斗· ···&#

4、183;·。學生說出常見電熱器。創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學生的興趣和求知欲。學生總結(jié)：你能說出電熱水袋的熱量是怎樣學生說出常見用電器工作過程得來的嗎？中能量的轉(zhuǎn)化，得出電流的熱效應(yīng)的概念（電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能）。介紹電流的熱效應(yīng)的概念及電熱器聯(lián)系實際，引入新課。出示：熱得快、電熱水壺、 電風扇、 學生思考并選擇，明確電熱器聯(lián)系實際，分電蚊香加熱器圖片。的概念。析、明確概念。以上用電器工作時， 哪個用電器不是電熱器？導(dǎo)線和電熱水袋串聯(lián)， 為什么水袋電熱的大小可能與導(dǎo)體的電阻很熱而導(dǎo)線并不熱？有關(guān)。培養(yǎng)學生總結(jié)問題的能力。一、提出問題電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少學生結(jié)合生活實際進行猜想

5、:跟什么因素有關(guān)？電流、電壓、電阻、通電時二、猜想與假設(shè)間,新課教學提示：電熱是電流通過電阻時產(chǎn)生學生舉例證明猜想的合理性。由生活現(xiàn)象培的熱量，知道電流與電阻兩個物理養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問量，根據(jù)歐姆定律， 可計算出電壓。題并提出問題（排除電壓這個物理量）學生討論：的能力。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與_ 有關(guān)。培養(yǎng)學生合理猜想，并分析你能結(jié)合實例說出這三個因素對猜想的合理電熱的影響嗎？性。學會排除不合理猜想。三、設(shè)計實驗要研究電熱與電流的關(guān)系，如何實驗時要控制電路中的電阻相設(shè)計實驗？如何比較產(chǎn)生熱量的等，改變電流，可以改變電池培養(yǎng)學生利用多少？的節(jié)數(shù)，即電壓實現(xiàn)電路中的控制變量的方電流不同。比較在相同時

6、間內(nèi)法來設(shè)計實要研究電熱與電阻的關(guān)系， 如何設(shè)放出熱量的多少可以看切割的計實驗？如何比較產(chǎn)生熱量的多快慢。少？實驗時要控制電路中的電流相四、進行實驗等，改變電阻，可以將兩個電阻絲串聯(lián)，同時切割泡沫板，（一）展示實驗器材比較在相同時間內(nèi)放出熱量的多少可以看切割的快慢。1. 體驗電熱（1）連接電路，動手切割泡沫板，切出你喜歡的形狀？學生依據(jù)自己的喜好，切出自（2）為實驗裝置起個名字？己喜歡圖形。2. 觀察與思考：電阻絲依靠什么將泡沫板切開的？3如何比較電流通過電阻放出熱量？驗。激發(fā)學生學習興趣，把不易觀察的熱量轉(zhuǎn)換為易觀察的現(xiàn)象。（二）研究電熱與電流的關(guān)系學生根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出結(jié)1. 小組合作，同

7、時切字母“ J”。 論：在電阻和通電時間相同時，2. 將不同的實驗結(jié)果展示出來。電流越大，電流通過電阻產(chǎn)生3.分析實驗現(xiàn)象， 可以得到什么的熱量越多。培養(yǎng)學生分析結(jié)論？實驗、總結(jié)實（三）研究電熱與電阻的關(guān)系驗、描述實驗1.小組合作， 同時將兩塊泡沫板學生根據(jù)實驗現(xiàn)象， 得出結(jié)論： 結(jié)論的能力。放在不同的電阻上切割。在電流和通電時間相同時，電2. 分析實驗現(xiàn)象， 可以得到什么結(jié)阻越大，電流通過電阻產(chǎn)生的論？熱量越多。3. 對于某一個電阻，在電流一定時，通電時間越長， 電流通過電阻產(chǎn)生熱量越多。 這個結(jié)論可以通過剛才的實驗中看出來， 某一根電阻學生總結(jié)以上兩個實驗：培養(yǎng)學生對實絲通電時間越長，液柱

8、上升越高，驗數(shù)據(jù)綜合分說明放出熱量越多。電流通過電阻產(chǎn)生熱量的多少析能力。與電流、電阻和通電時間都有五、分析論證，得出結(jié)論關(guān)，電流越大、電阻越大、通電時間越長，電流通過電阻產(chǎn)對以上兩個實驗進行總結(jié)， 電流通生熱量越多。過電阻產(chǎn)生熱量多少與電流、 電阻和通電時間。防止電熱的有： 電視機散熱孔、電腦主板風扇、 筆記本散熱孔。利用電熱的有：電熨斗、取暖器、電飯鍋等。焦耳定律培養(yǎng)學生的人（一）介紹科學家焦耳及焦耳定文精神、學習律。了解焦耳在電熱上的成就科學家的實事英國科學家做了大量實驗于1840求是的精神。年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律。學生了解焦耳定律的內(nèi)容

9、，記電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流住公式。的二次方成正比，跟電阻成正比，跟通電時間成正比。熱量用 Q表示，電流用 I 表示，電阻用 R表示，時間用 t 表示，則焦耳定律為 Q=I2Rt。（二） 利用焦耳定律解釋現(xiàn)象1.回歸熱水袋與導(dǎo)線產(chǎn)生電熱不同的問題。2.生活中電熱失火的案例。學生觀察圖片、觀看動畫，利例題：一根60 的電阻絲接在用焦耳定律解釋現(xiàn)象。36 V 的電源兩端，在5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量 ?練習：某道題的電阻是2 ，通過2A 的電流時， 1min 產(chǎn)生多少焦耳的熱量？電熱的利用和防止展示常見一些用電器（電熨斗、 電分成兩類視機散熱孔、 取暖器、 電飯鍋、 電腦主板風扇、 筆記本散熱孔、 電動機外殼 , ） ，給這些用電器進行分類，哪些是利用電熱、 哪些是防止電熱造成危害的。電熱在實際中有利用也有防止的。我們要利用辯證的態(tài)度來對待電培養(yǎng)學生利用物理知識解決實際問題的能力。利用焦耳定律進行簡單計算，培養(yǎng)學生利用公式解決實際問題的能力，進一步熟悉公式。利用分類的方法來培養(yǎng)學生利用辯證的態(tài)度來看待問題熱?；貞洷竟?jié)課內(nèi)容1電流的熱效應(yīng)與哪些因素有梳理本節(jié)課知識