焦耳定律教案（精編版）

1、-焦耳定律南屏中學孫樹東一、教學目標（一）知識與技能1. 能通過實例，認識電流的熱效應。2. 能在實驗的基礎上得出電熱的大小與電流、電阻和通電時間有關，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治。（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、教學重難點重點：通過實驗研究電熱與電流、 電阻和通電時間的關系， 并確定研究方法及實驗操作中各個環(huán)節(jié)應注意的問題。難點：對焦耳定律的理解及焦耳定律在實際生活中的應用。三、教學

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1、電流的熱效應剛才我們看到的這些電熱器都是利用電流做功將電能轉化為內能的裝置。電流通過導體時電能轉化成內能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應。但是我們看到電爐絲和導線是串聯(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，而導線卻幾乎不熱呢？電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少和什么因素有關呢？請同學們猜想一下。下面我們來通過實驗探究一下。請同學們觀察實驗裝置， 我們來了解設計這個實驗的思路以及實驗采用的方法。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換法。實驗中，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。了解了這些內容后，我們一

4、起來做下實驗。實驗做完了，我們來總結一下：（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 多次實驗，研究熱和功的關系。通過大量的實驗，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系。（1） 內容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，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 內共產(chǎn)生多少熱量?解：學完了焦耳定律， 現(xiàn)在我們知道為什么電爐絲熱的發(fā)紅， 而導線幾乎不發(fā)熱的原因了， 那是因為電爐絲的電阻比導線的電阻大了很多， 所以才會出現(xiàn)這樣的情況。3、電能與電熱的關系前面第一節(jié)里我們學習了電能和電功， 知道了電流流過導體時會把電能轉化為其他形式的能， 電熱也是電流流過導體時產(chǎn)生的， 那么這兩者之間是不是有什么關系呢？下面我們來分析一下。（1） ）當電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有同時轉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） ）當電扇之類的電器工作時，消耗的電能主要轉化為電機的機械能，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。電能內能+機械能在這里： wq 熱那么怎么來計算電扇工作時產(chǎn)生的熱量呢？其實還是用焦耳定律來計算的。q 熱=i 2rt。注意式中的 i是通過風扇的電流， r 是風扇的內阻。想一想：在公式 q=u2t/r 中，電阻 r 越小單位時間內產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑?q=i2rt，電阻 r越大，單位時間內產(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。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。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。例如利用電熱的有：電熨斗、取暖器、電飯鍋等。防止電熱的有：電視機散熱孔、電腦主板風扇、筆記本散熱孔、電動機外殼等。電熱在實際中有利用也有防止的。我們要利用辯證的態(tài)度來對待電熱。（三）、小結：請同學們回答下面的問題：1電流的熱效應與哪些因素有關， 2焦耳定律的內容，3. 電功與電熱的關系，4. 電熱的利用、防止。（四）作業(yè)：1. 課后“動手動腦學物理”第1、2、3 題2. 調查生活中還有哪些是利用電熱，哪些是防止電熱的措施。(五)板書設計18.4 焦耳定律一、電流的熱效應電流通過導體時電能轉化成內能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。二、焦耳定律1、內容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體