焦耳定律教案(2)

1、18.4 焦耳定律一、 教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能 1 1能通過(guò)實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。 2 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(shí)間有關(guān)，知道焦耳 定律。3 3會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算，會(huì)利用焦耳定律解釋生活中電熱利用與防治。（二）過(guò)程與方法 體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)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(jià)值觀會(huì)解釋生活中一些電熱現(xiàn)象， 通過(guò)學(xué)習(xí)電熱的利用與防止， 學(xué)會(huì)辯證地看待問(wèn)題。二、教學(xué)重難點(diǎn)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這個(gè)實(shí)驗(yàn)從提出問(wèn) 題、猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、得出結(jié)論幾個(gè)方進(jìn)行研究。重點(diǎn)是 研究電熱與電流、

2、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系， 實(shí)驗(yàn)中要采用控制變量的方法。 研究 電熱與電阻關(guān)系時(shí)要控制電流和通電時(shí)間相同， 設(shè)計(jì)出的電路要使用兩個(gè)不同的 電阻串聯(lián)。 研究電熱與電流的關(guān)系的設(shè)計(jì)是一個(gè)難點(diǎn)， 電阻相同改變電流， 可以 利用并聯(lián)分電流的思想，也可以?xún)蓚€(gè)電路來(lái)完成。焦耳定律研究的是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的多少，它與電功有聯(lián)系也有區(qū)別。電功是 指電流做功，可以把電能轉(zhuǎn)化為各種形式能， 而電熱只是電功的一部分。 只有在 純電阻電路中，這兩個(gè)量才相等。重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究電熱與電流、 電阻和通電時(shí)間的關(guān)系， 并確定研究方法及實(shí) 驗(yàn)操作中各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問(wèn)題。難點(diǎn)：對(duì)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)

3、策略電流做功的過(guò)程就是把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過(guò)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(shí)都伴 有熱的現(xiàn)象，用此引入電流的熱效應(yīng)，從電爐絲與連接的導(dǎo)線入手，提出問(wèn)題， 學(xué)生也比較容易猜到電阻是影響電熱的因素之一。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究電熱與電流、 電阻和通電時(shí)間關(guān)系時(shí)，要利用到控制變量的方法。研究電熱與電阻的關(guān)系要比 研究電熱與電流關(guān)系思維難度上略低一些，體現(xiàn)了從簡(jiǎn)入難的層次性。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 時(shí)結(jié)合了電路的特點(diǎn)，利用串聯(lián)電路使兩電阻的電流相等，利用分電壓的方法使 兩電阻的電流不相等。電熱與電功的聯(lián)系與區(qū)別，可以通過(guò)公式推導(dǎo)的方法得出在純電阻電路中Q=v

4、Q=vy在非純電阻電路中，電熱只是電功的一部分。也可以從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)比較電 熱與電功，電熱是指把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而電功是把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能， 電熱只是電功的一部分。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備校園局域網(wǎng)、多媒體課件整合網(wǎng)絡(luò)、家庭電路演示板（含電能表）、功率不同的 用電器（如熱得快和白熾燈）、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、規(guī)格已知的小燈泡、滑動(dòng)變 阻器等。五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)提問(wèn)（2 2 分鐘）1.1. 電功的大小與哪些因素有 關(guān)？如何計(jì)算？2.2. 能說(shuō)出一些用電器工作時(shí) 能量的轉(zhuǎn)化情況？學(xué)生按要求回憶，回答。為本節(jié)課作知識(shí)上的鋪墊。創(chuàng)設(shè)情景 引入新課 （3 3分鐘）電流在電路中

5、做功，可以將電 能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，如電 動(dòng)機(jī)、電燈發(fā)光、電視機(jī)工 作。當(dāng)這些用電器工作一段時(shí)間 后，我們觸摸它們的有關(guān)部學(xué)生說(shuō)出常見(jiàn)用電器工作 過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化 成內(nèi)能。創(chuàng)造課堂情 景，激發(fā)學(xué)生 的興趣和求 知欲。聯(lián)系實(shí)際， 引 入新課。位，會(huì)有什么感覺(jué)？這是什么原因？電流的熱效應(yīng)學(xué)生總結(jié)：培養(yǎng)學(xué)生總投影：電飯鍋、取暖器、油燈、這些用電器工作時(shí)都是把結(jié)問(wèn)題的能電爐絲、電烙鐵電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。力。這些用電器工作時(shí)有什么共（得出電流的熱效應(yīng)的概由生活現(xiàn)象同特點(diǎn)？念）培養(yǎng)學(xué)生發(fā)導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電電熱的大小可能與導(dǎo)體的現(xiàn)問(wèn)題并提爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并不很電阻有關(guān)。出問(wèn)題

6、的能熱？說(shuō)明什么？學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行猜力。一、提出問(wèn)題想：培養(yǎng)學(xué)生合電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的電流、電壓、電阻、通電時(shí)理猜想，并分多少跟什么因素有關(guān)？間析猜想的合二、猜想與假設(shè)學(xué)生舉例證明猜想的合理理性。學(xué)會(huì)排新課教學(xué)提示：電熱是電流通過(guò)電阻時(shí)性。除不合理猜（2828 分鐘）產(chǎn)生的熱量，電路中有電壓不學(xué)生討論：想。一定有電流，所以電壓對(duì)電流實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制電路中的電培養(yǎng)學(xué)生利通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的多少?zèng)]流相等，改變電阻，比較在用控制變量有影響。（排除電壓這個(gè)物理相同時(shí)間內(nèi)放出熱量的多的方法來(lái)設(shè)量）少。計(jì)實(shí)驗(yàn)。電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多可以通過(guò)加熱相同物體，比通過(guò)分析實(shí)少與有關(guān)。較物體吸熱升溫的多少驗(yàn)裝置

7、的合你能結(jié)合實(shí)例說(shuō)出這三個(gè)因?qū)W生觀察實(shí)驗(yàn)裝置討論得理性來(lái)培養(yǎng)素對(duì)電熱的影響嗎？出：學(xué)生的設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1 1 本裝置研究電熱與電阻實(shí)驗(yàn)的能力。要研究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生利量與電阻的關(guān)系，如何設(shè)計(jì)實(shí)2 2電阻串聯(lián)，可以使流過(guò)用轉(zhuǎn)換的方驗(yàn)？如何比較產(chǎn)生熱量的多兩根電阻絲的電流和通電法把不易觀少？時(shí)間相同。察的量轉(zhuǎn)換四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示實(shí)驗(yàn)裝置 1 1觀察本實(shí)驗(yàn)裝置，思考：1 1 本裝置可以用于研究電熱 與哪個(gè)因素的關(guān)系？2 2兩電阻為什么要串聯(lián)？3.3. 如何比較電流通過(guò)電阻放出熱量？4.4. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格電路接通，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察 U U 形管中液柱的上升情況，把實(shí) 驗(yàn)結(jié)果填入

8、表格中。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到什么 結(jié)論？展示裝置 2 21.1.本裝置可以用于研究電熱與哪個(gè)因素的關(guān)系？2.2. 右邊電阻絲上為什么要再并聯(lián)一根電阻絲？3.3. 如何比較電流通過(guò)電阻放3 3.通過(guò)左右兩管液面的高 度差來(lái)比較，液柱上升得越 高，放出熱量越多。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流通過(guò)電 阻產(chǎn)生的熱量越多。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置討論得出：1.1. 本裝置研究電熱與電流 的關(guān)系。2.2. 使右邊容器中的電阻絲 中的電流與左邊容器中的 電阻絲不等（左邊電流大于 右邊電流）。3.3. 通過(guò)左右兩管液面的高 度差來(lái)比較，液柱上升得越 高，放出熱量越多。出熱量?電流

9、 I/AI/AR R電阻/ / Q5 51010產(chǎn)生熱量（多/ /少）為易觀察的 現(xiàn)象。學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 表格會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)得出結(jié) 論，利用控制 變量的方法 準(zhǔn)確的描述 出結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄 表格、 分析實(shí) 驗(yàn)、總結(jié)實(shí) 驗(yàn)、描述實(shí)驗(yàn) 結(jié)論的能力。培養(yǎng)學(xué)生對(duì) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜 合分析能力。4 4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格培養(yǎng)學(xué)生的人文精神、學(xué)習(xí)科學(xué)家的實(shí)事求是的精神。4 4 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格 電路接通，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察 U U 形管中液柱的上升情況，把實(shí) 驗(yàn)結(jié)果填入表格中。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到什么 結(jié)論？對(duì)于某一個(gè)電阻，在電流一定 時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流通過(guò) 電阻產(chǎn)生熱量越多。這個(gè)結(jié)論 可以通

10、過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)中看出 來(lái)，某一根電阻絲通電時(shí)間越 長(zhǎng)，液柱上升越高，說(shuō)明放出 熱量越多。五、分析論證，得出結(jié)論 對(duì)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，電 流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量多少與 電流、電阻和通電時(shí)間。焦耳定律介紹科學(xué)家焦耳。英國(guó)科學(xué)家做了大量實(shí)驗(yàn)于18401840 年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和4.4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格電阻 R/R/QR RF F2電流 I/AI/A產(chǎn)生熱量（多/ /少）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流通過(guò)電 阻產(chǎn)生的熱量越多。學(xué)生總結(jié)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的 多少與電流、電阻和通電時(shí) 間都有關(guān)，電流越大、電阻 越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，電

11、流 通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量越多。了解焦耳在電熱上的成就 學(xué)生了解焦耳定律的內(nèi)容, 記住公式。學(xué)生快速的計(jì)算本題中的 電熱。通電時(shí)間的關(guān)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律進(jìn)行簡(jiǎn)單電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟學(xué)生結(jié)合歐姆定律進(jìn)行計(jì)計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)電流的二次方成正比，跟電阻算生利用公式成正比，跟通電時(shí)間成正比。解決實(shí)際問(wèn)如果熱量用 Q Q 表示，電流用 1 1I I5 5 Su4Su4Q=IQ=I2Rt=Rt= (6 6. 8A8A)2X 3232. 3 3題的能力，進(jìn)表示，電阻用 R R

12、 表示，時(shí)間用5Q X 600s=9600s=9X 1010 J J一步熟悉公t t 表示，則焦耳疋律為 Q=IRtQ=IRt。式。例題：一電熱水器電阻絲的阻培養(yǎng)學(xué)生利值為 4848. 4 4Q,正常工作時(shí)的用物理知識(shí)電流為 4 4. 55A,55A,工作 10min10min解決實(shí)際問(wèn)放出的熱量為多少 J J ?練習(xí)：一取暖器接在豕庭電路 中，正常工作時(shí)的電流為6 6. 8A,8A,工作 10min10min 放出的熱量是多少？題的能力。電功與電熱學(xué)生計(jì)算電流做的電功（電加強(qiáng)知識(shí)的上題中已知電壓、電流和通電能）聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)時(shí)間，可以計(jì)算出取暖器消耗W=UIt=220VW=UIt=220VX6

13、 6. 8A8AX生系統(tǒng)學(xué)習(xí)的電能，那么取暖器消耗的電600s=9600s=9X 10J10J的能力。能與電熱之間有什么關(guān)系呢？學(xué)生討論：培養(yǎng)利用物理知識(shí)解決在刖面的計(jì)算過(guò)程中利用通過(guò)計(jì)算我們發(fā)現(xiàn)電流做功了歐姆定律，它只能用在純實(shí)際問(wèn)題能與產(chǎn)生的電熱是相等，那么用電阻電路中，用電器工作時(shí)力。電器在工作時(shí)，電功與電熱間把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。培養(yǎng)學(xué)生合有什么關(guān)系呢？不是的，電吹風(fēng)工作時(shí)把電作學(xué)習(xí)的能當(dāng)電流做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,還有一部分力、團(tuán)隊(duì)精神能時(shí)：轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。匕不是一個(gè)純和交往能力。由于 W=UItW=UIt，U=IRU=IR電阻。電功大于電熱。Q=W*tQ=W*t電吹風(fēng)工作時(shí)，消

14、耗了 1000J1000J 的電能，電流在電阻線上產(chǎn)生 熱量等于 1000J1000J 嗎？電功與電熱的聯(lián)系與區(qū)別1.1. 純電阻電路中 W=QW=Q2.2. 非純電阻電路中 WQWQ電熱 Q=IQ=I2RtRt其它形式的能 E=W-QE=W-Q利用焦耳定律解釋現(xiàn)象討論：電爐通過(guò)導(dǎo)線接到電路 中，導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什 么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并 不很熱？想想議議：額定電壓相同的燈 泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生 的熱量越多。可是按照焦耳定 律，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn) 生的熱量越多。二者似乎有矛 盾，這是怎么回事？學(xué)生討論：電線與電爐絲串聯(lián)， 電流相 等，根據(jù)焦耳定律，導(dǎo)線

15、的 電阻比電爐絲小得多，相同 時(shí)間內(nèi)放出熱量也少。學(xué)生討論這兩種情況下有不同的變量，前者是在電壓一定時(shí)， 電阻越小，電流越大，電熱 與電流是平方的關(guān)系，所以 電流對(duì)電熱影響較大。后者 的前提是在電流一定時(shí)，電 阻越大，電熱越多。培養(yǎng)學(xué)生知 識(shí)應(yīng)用能力， 合作學(xué)習(xí)的 能力、團(tuán)隊(duì)精 神和交往能 力。利用控制變 量的方法來(lái) 分析問(wèn)題。通 過(guò)辨析加強(qiáng) 對(duì)焦耳定律 的理解。電熱的利用和防止展示常見(jiàn)一些用電器（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(dòng)機(jī)外殼），給這些用電器進(jìn)行分類(lèi)，哪些分成兩類(lèi)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 孑L L、電腦主板風(fēng)扇、筆記本 散熱孔、電動(dòng)機(jī)外殼等利用分類(lèi)的 方法來(lái)培養(yǎng) 學(xué)生利用辯 證的態(tài)度來(lái) 看待問(wèn)題是利用電熱、哪些是防止電熱 造成危害的。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(lái)對(duì)待電熱?？偨Y(jié)（5 5 分鐘）回憶本節(jié)課