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焦耳定律教案
作為一無名無私奉獻的教育工作者，時常需要編寫教案，教案有助于順利而有效地開展教學(xué)活動。怎樣寫教案才更能起到其作用呢？以下是小編收集整理的焦耳定律教案，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。
焦耳定律教案1
1.教學(xué)目標(biāo)
1.知道電流的熱效應(yīng)。
2.知道焦耳定律。
3.知道利用和防止電熱的場合和方法。
2.教學(xué)重點/難點
通過實驗探究電流熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)。
3.教學(xué)用具
4.標(biāo)簽
教學(xué)過程
一、引入新課
播放視頻：電爐燒水電熱取暖器電熨斗
�。蹘煟葸@些用電器工作時有一個什么共同特點？
�。凵荻家碾娔堋�
�。凵荻紩a(chǎn)生熱。
�。蹘煟萃瑢W(xué)們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗，一定能舉出許多電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體會發(fā)熱的例子
這種現(xiàn)象這叫電流的熱效應(yīng).
板書：電流的熱效應(yīng)
［師］在前面課程小燈泡的發(fā)光實驗中，同學(xué)們曾有意地去觸摸過小燈泡，感覺小燈泡（同學(xué)們一起說）熱.有沒有同學(xué)觸摸過導(dǎo)線，如小燈泡連接的導(dǎo)線熱不熱. ［生］我摸過，沒感覺到熱.
�。凵菸乙苍诩依锩^做飯的電飯鍋，飯都熟了，導(dǎo)線也沒感覺到熱.
［師］同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題：導(dǎo)線和用電器中流過的電流相同嗎？
�。凵菹嗤�.
�。蹘煟輰�(dǎo)線和用電器中流過了相同的電流，用電器發(fā)熱而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這是為什么？今天同學(xué)們就來一起探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么有關(guān).
二、進行新課
電流的熱效應(yīng)
�。巯胂胱鲎觯莘椒ㄒ唬�
�。蹘煟輨偛盼覀円呀�(jīng)知道了，電流的熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系了，那跟電流有什么關(guān)系呢？同學(xué)們能否設(shè)計出實驗來驗證呢？
�。凵萦懻摵蟮玫綄嶒灧桨�
［強調(diào)］控制變量的重要。
�。垩菔荆軵49演示實驗
�。蹘煟葸@個實驗又說明了什么問題呢？
［生］在通電時間一定、電阻相同的情況下，通過電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。 ［師］ 同學(xué)們再來思考一下，電流的熱效應(yīng)還跟什么因素有關(guān)？
�。凵輹r間，比如電視機通電越久，機身就越熱。
�。蹘煟輨偛盼覀儚牡谝粋�實驗也可以看到，銅絲或鎳鉻合金通電時間越久，煤油的溫度升高得越多，說明產(chǎn)生的熱量也越多。
焦耳定律
�。蹘煟輳膭偛诺膸讉�實驗我們知道了電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟導(dǎo)體的電阻、電流和通電時間都有關(guān)系。其實早在1840年英國物理學(xué)家焦耳就精確地確定了它們的關(guān)系，得到了焦耳定律。
�。▽W(xué)生閱讀焦耳定律的內(nèi)容）
板書：Q=I2Rt
Q——熱量——焦耳（J）.
I——電流——安培（A）
R——電阻——歐姆(Ω)
t——時間——秒(s)
引導(dǎo)學(xué)生利用電功率的表達式P=IU和歐姆定律推導(dǎo)出焦耳定律。
�。蹚娬{(diào)］在說到兩個物理量“成正比”“成反比”的時候，一定要注意條件：關(guān)系式中其他物理量的大小不變.
�。弁队埃�
例題：某導(dǎo)體的電阻是2 Ω，通過2 A的電流時，在1min內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？
�。ń處熞龑�(dǎo)學(xué)生分析、演算、要求一名學(xué)生板演）
解：由題知：R=2 Ω I=2 At=1min=60s
Q=I2Rt =（2 A）2×2 Ω×60s =480J
（同學(xué)們在演算過程中，教師要提醒大家注意：代入計算的時候，要將電流的單位“A”一起平方 ，同時要注意單位的統(tǒng)一。）
［師］我們通過實驗、觀察、利用公式推導(dǎo)得出了電流熱效應(yīng)跟什么因素有滾.同學(xué)們現(xiàn)在能不能回答本節(jié)開始時的問題？
�。凵輰�(dǎo)線和用電器（電爐或電飯鍋或電燈）中通過的電流相同，但是導(dǎo)線的電阻較小，而那些電器的電阻較大，所以，那些電器發(fā)熱，而導(dǎo)線幾乎感覺不到熱.
�。蹘煟萆钪杏行╇姛嵛覀円�，有些電熱我們是要防止的.
三．電熱的利用和防止
［師］關(guān)于電熱的利用，同學(xué)們已經(jīng)了解了許多，比如…
�。凵蓦娎予F、電熨斗、電飯鍋、電烤爐、電爐…
�。蹘煟萃瑢W(xué)們舉出的都是利用電來加熱的設(shè)備，都是常見的電熱器.
出示電爐（可用投影儀投影放大）
�。蹘煟蓦姛崞鞯闹饕糠质前l(fā)熱體.同學(xué)們觀察電爐由什么組成？
�。凵葜饕菭t絲即電阻絲.
�。凵葸�必須有爐盤，電爐盤是絕緣材料做成的.
［師］從實際考慮，電爐絲應(yīng)該有什么要求？
�。凵蓦姞t就是要靠電爐絲發(fā)熱的，所以爐絲的電阻應(yīng)該很大.
�。凵轄t絲還應(yīng)有較高的熔點，這樣它在發(fā)熱時才不容易燒斷.
�。蹘煟萃瑢W(xué)們以電爐為例說明發(fā)熱體是什么做的？
�。凵莅l(fā)熱體是由電阻（率）大，熔點高的.電阻絲繞在絕緣材料上做成的.
�。úシ乓曨l：電熨斗開殼看電熱體或出示“熱得快”、電飯鍋等電熱器，并能將電飯鍋、電熨斗的發(fā)熱板取出讓學(xué)生觀察，向?qū)W生說明，其他的電熱器也都需要用電阻大、熔點高的金屬導(dǎo)體作為發(fā)熱體）
�。蹘煟菸覀兞私饬穗姛崞�，大家能不能說說使用電熱有什么好處？
�。凵蓦姛崆鍧嵭l(wèi)生，沒有環(huán)境污染.
�。凵轃嵝矢�，使用方便.
［生］能方便地調(diào)節(jié)，如控制溫度，操作簡單.
�。凵荨�
�。蹘煟萃瑢W(xué)們知道了利用電熱的好處.但有些時候，有些地方的電熱我們是不需要的，還要設(shè)法防止.有關(guān)的內(nèi)容，大家了解的有哪些呢？
［生］電機使用過程中會發(fā)熱，如果連續(xù)使用時間過長，還會燒壞電機.
�。凵萦行⿲�(dǎo)體上的絕緣材料會因溫度過高，使絕緣材料迅速老化，甚至燒壞. ［生］電視機開的時間長了會發(fā)熱.電視機后蓋上有許多孔，就是為了能通風(fēng)散熱. ［生］電腦中還裝有風(fēng)扇，也是為了散熱，減少電熱的危害.
�。凵堇蠋熡玫耐队皟x上也裝有小風(fēng)扇，也是為了快點散熱.
�。凵蒉r(nóng)村抽水、磨面用的電動機連續(xù)工作一段時間后要休息一會，等涼了再用，是為了防止電熱可能造成的危害.
播放視頻：電動機散熱窗或錄音機散熱窗，加深學(xué)生印象。
�。蹘煟萃瑢W(xué)們對電熱的危害及防止了解的還真不少.老師這兒有一份電器的說明書，請大家仔細閱讀，并分析說明其中的道理.
�。弁队埃�
教師引導(dǎo)學(xué)生著重注意以下內(nèi)容：將電器置于通風(fēng)良好處；勿使電器淋雨或受潮，長期不用的電器隔一段時間應(yīng)該通電一次.
�。凵蓦娖鞴ぷ鲿r，置于通風(fēng)良好的地方，是為了能使電器更好地散熱、防止電熱產(chǎn)生的危害.
［生］電器淋雨或潮濕會降低絕緣性能，使電路工作失常，影響用電器的使用.長期不用的電器隔一段時間要通電，是為了利用電熱來驅(qū)潮，是電熱的利用.
［師］同學(xué)們分析得很好，大家一起來小結(jié)本節(jié)內(nèi)容.
焦耳定律教案2
一、教材分析
焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在電能和熱能轉(zhuǎn)換中的體現(xiàn)，本節(jié)在電學(xué)中是重要的概念之一。
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進行有關(guān)的計算。
2、理解電功率的概念和公式，能進行有關(guān)的計算。
3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
(二)過程與方法
通過推導(dǎo)電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進一步滲透辯證唯物主義觀點的教育。
三、教學(xué)重點難點
【教學(xué)重點】電功、電功率的概念、公式;焦耳定律、電熱功率的概念、公式。
【教學(xué)難點】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
四、學(xué)情分析
學(xué)生學(xué)好這節(jié)知識是非常必要的， A.重點：理解電功和電功率和焦耳定律。B.難點：幫助學(xué)生認識電流做功和電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量之間的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)的教學(xué)難點，防止學(xué)生亂套用公式。C.關(guān)鍵：本節(jié)的教學(xué)關(guān)鍵是做好通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗。在得出了焦耳定律以后介紹焦耳定律公式及其在生活、生產(chǎn)上的應(yīng)用
五、教學(xué)方法
等效法、類比法、比較法、實驗法
六、課前準(zhǔn)備
燈泡(36 V，18 W)、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機
七、課時安排
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
(二)情景引入、展示目標(biāo)
教師：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，請同學(xué)們列舉生活中常用的用電器，并說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。
學(xué)生：(1)電燈把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能;
(2)電爐把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能;
(3)電動機把電能轉(zhuǎn)化成機械能;
(4)電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。
教師：用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，就是電流做功的過程。電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢?本節(jié)課我們學(xué)習(xí)關(guān)于電功和電功率的知識。
(三)合作探究、精講點播
1、電功和電功率
教師：請同學(xué)們思考下列問題
(1)電場力的功的定義式是什么?
(2)電流的定義式是什么?
學(xué)生：(1)電場力的功的定義式W=qU
(2)電流的定義式I=
教師：投影教材圖2.5-1(如圖所示)
如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流I，在時間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?
學(xué)生：在時間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。
教師：這相當(dāng)于在時間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個過程中，電場力做了多少功?
學(xué)生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt
教師：在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功。
電功：
(1)定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.
(2)定義式：W=UIT
教師：電功的定義式用語言如何表述?
學(xué)生：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U，電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。
教師：請同學(xué)們說出電功的單位有哪些?
學(xué)生：(1)在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.
(2)電功的常用單位有：千瓦時，俗稱度，符號是kWh.
教師：1 kWh的物理意義是什么?1 kWh等于多少焦?
學(xué)生：1 kWh表示功率為1 kW的用電器正常工作1 h所消耗的電能。
1 kWh=1000 W3600 s=3.6106 J
說明：使用電功的定義式計算時，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。
教師：在相同的時間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時間里，
電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動機所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念。
(1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。
(2)定義式：P= =IU
(3)單位：瓦(W)、千瓦(kW)
[說明]電流做功的快慢與電流做功的多少不同。電流做功快，但做功不一定多;電流做功慢，但做功不一定少。
教師：在力學(xué)中我們講功率時有平均功率和瞬時功率之分，電功率有無平均功率和瞬時功率之分呢?
學(xué)生分組討論。
師生共同總結(jié)：
(1)利用P= 計算出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。
(2)利用P=IU計算時，若U是某一時刻的電壓，I是這一時刻的電流，則P=IU就是該時刻的瞬時功率。
教師：為什么課本沒提這一點呢?
學(xué)生討論，教師啟發(fā)、引導(dǎo)：
這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構(gòu)造一定，通過的電流為恒定電流，則用電器兩端的電壓必是定值，所以U和I的乘積P不隨時間變化，也就是說瞬時功率與平均功率總是相等的，故沒有必要分什么平均功率和瞬時功率了。
[說明]利用電功率的公式P=IU計算時，電壓U的單位用V，電流I的單位用A，電功率P的單位就是W。
2、焦耳定律
教師：電流做功，消耗的是電能。電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能與電路中的電學(xué)元件有關(guān)。在純電阻元件中電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，于是導(dǎo)體發(fā)熱。
設(shè)在一段電路中只有純電阻元件，其電阻為R，通過的電流為I，試計算在時間t內(nèi)電流通過此電阻產(chǎn)生的熱量Q。
學(xué)生：求解產(chǎn)生的熱量Q。
解：據(jù)歐姆定律加在電阻元件兩端的電壓U=IR
在時間t內(nèi)電場力對電阻元件所做的功為W=IUt=I2Rt
由于電路中只有純電阻元件，故電流所做的功W等于電熱Q。
產(chǎn)生的熱量為
Q=I2Rt
教師指出：這個關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實驗得到的，叫焦耳定律，同學(xué)們在初中已經(jīng)學(xué)過了。
學(xué)生活動：總結(jié)熱功率的定義、定義式及單位。
熱功率：
(1)定義：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。
(2)定義式：P熱= =I2R
(3)單位：瓦(W)
[演示實驗]研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
(投影)實驗電路圖和實驗內(nèi)容：
取一個玩具小電機，其內(nèi)阻R=1.0 ，把它接在如圖所示的電路中。
(1)先夾住電動機軸，閉合電鍵，電機不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50 V，記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。
(2)再松開夾子，使小電機轉(zhuǎn)動，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0 V(此電壓為小電機的額定電壓)，記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。
[實驗結(jié)果]
(1)電機不轉(zhuǎn)時，U=0.50 V，I=0.50 A，
P電=UI=0.500.50 W=0.25 W
P熱=I2R=0.5021.0 W=0.25 W
P電=P熱
(2)電機轉(zhuǎn)動時，U=2.0 V，I=0.40 A，
P電=UI=2.00.40 W=0.80 W
P熱=I2R=0.4021.0 W=0.16 W
P電P熱
學(xué)生：分組討論上述實驗結(jié)果，總結(jié)電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
師生共同活動：總結(jié)：
(1)電功率與熱功率的區(qū)別
電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。
熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I2和電阻R的乘積。
(2)電功率與熱功率的聯(lián)系
若在電路中只有電阻元件時，電功率與熱功率數(shù)值相等。即P熱=P電
教師指出：上述實驗中，電機不轉(zhuǎn)時，小電機就相當(dāng)于純電阻。
若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能，只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時電功率大于熱功率，即P電P熱。
教師指出：上述實驗中，電機轉(zhuǎn)動時，電機消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電P熱。
教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。
(四)反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
課后作業(yè)：P57 問題與練習(xí)2、3、4、5
九、板書設(shè)計
1、電功和電功率
(1)定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.
(2)定義式：W=UIT
2、焦耳定律
(1)定義：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。
(2)定義式：P熱= =I2R
(3)單位：瓦(W)
十、教學(xué)反思
教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
(四)實例探究
☆求兩點間的電勢差
【例1】不考慮溫度對電阻的`影響，對一個220V，40W的燈泡，下列說法正確的是
A.接在110 V的電路上時的功率為20 W
B.接在110 V的電路上時的功率為10 W
C.接在440 V的電路上時的功率為160W
D.接在220 V的電路上時的功率為40 W
解析：正確選項為BD。
(法一)由 得燈泡的電阻 =1210
電壓為110V時， W=10 W
電壓為440V時，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0.
(法二)由 �？芍猂一定時，PU2，
當(dāng)U=110V= ，P=P額/4=10 W
說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時一般不考慮溫度對其電阻的影響。用電器的標(biāo)稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時的電壓、功率以及電流值，由P額=U額I額可知，P、U、I有同時達到、同時超過、同時不滿足的特點。
【例2】一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時，電流為0.8 A，電動機正常工作。求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少?電動機的機械功率是多少?
解析：電動機不轉(zhuǎn)動時，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內(nèi)阻：
電動機轉(zhuǎn)動時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能，其輸入的電功率為
P入=I1U1=0.82W=1.6 W
電動機的機械功率
P機=P入-I12r=1.6-0.821 W=0.96W
說明：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應(yīng)用能量守恒定律。①電熱Q=I2Rt。②電動機消耗的電能也就是電流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E為其他形式的能，這里是機械能;④對電動機來說，輸入的功率P入=IU;發(fā)熱的功率P熱=I2R;輸出的功率，即機械功率P機=P入-P熱=UI-I2R。
【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機量為3.6107 kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機量為3103 kW，平均年發(fā)電量為1.7107 kWh，其規(guī)模居世界第二位。
(1) 試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負荷工作幾
小時?
(2)設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時的平均潮差為6 m，計算每次漲潮時流量是多大?(設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%)
解析：(1)江廈潮汐電站功率為3103 kW，年發(fā)電量為1.07107 kWh，由公式W=Pt可算出每天滿負荷工作的時間為
s=9.8 h
(2)由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為
J
因為
所以每次漲潮的平均流量為
m3/次
說明：本題涉及到潮汐這種自然現(xiàn)象，漲潮和落潮時均有水流的機械能轉(zhuǎn)化為電能。
【例4】如圖所示，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻r=0.6，R=10，U=160 V，電壓表的讀數(shù)為110 V，求
(1)通過電動機的電流是多少?
(2)輸入到電動機的電功率是多少?
(3)在電動機中發(fā)熱的功率是多少?
(4)電動機工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少?
解析：
(1)設(shè)電動機兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則
U1=110 V，U2=U-U1=(160-110)V=50 V
通過電動機的電流為I，則I= = A=5 A
(2)輸入到電功機的電功率P電，P電=U1I=1105 W=550 W
(3)在電動機中發(fā)熱的功率P熱，P熱=I2r=520.6 W=15 W
(4)電動機工作1 h所產(chǎn)生的熱量Q，Q=I2rt=520.63600 J=54000 J
說明：電動機是非線性元件，歐姆定律對電動機不適用了，所以計算通過電動機的電流時，不能用電動機兩端的電壓除以電動機的內(nèi)阻。
通過計算發(fā)現(xiàn)，電動機消耗的電功率遠大于電動機的熱功率。
焦耳定律教案3
一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)：
�。�、 理解電功和電功率的概念及公式，能進行相關(guān)運算。
�。�、 理解焦耳定律，了解焦耳定律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
�。场� 能結(jié)合實際問題區(qū)分電功和電熱，進一步體會能量守恒的意義和普適性。
二、 問題導(dǎo)讀：
�。�、 當(dāng)電路接通時，電路內(nèi)就建立起了_____，自由電荷在_____作用下____運動而形成電流，這時電場力對自由電荷做了功，就是我們常說的_____，計算公式：＿＿＿＿。
�。�、 電流做功的快慢用_____表示，它等于電流在單位時間內(nèi)所做的功，計算公式為_______________。額定功率是指___________________________。
�。�、 焦耳定律的內(nèi)容_______________________________________________________表達式為____________，在純電阻電路中，電流所做的功與產(chǎn)生的電熱_____，電熱的計算公式還有：________________；而在非純電阻電路中，電流做功所消耗的電能除部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等。這時電功用公式______________計算，產(chǎn)生的電熱只能用公式______________計算，此時，電功W___（填“大于”或“小于”）電熱Q。
４、 焦耳定律的微觀解釋：當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的電子在_____作用下做_____運動時，會與金屬離子不斷碰撞，碰撞時把一部分動能傳遞給離子，使離子的熱運動____，導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱。顯然，電流越大、電阻越大，碰撞就越頻繁、劇烈，發(fā)熱就越___。
�。怠� 電動機是將電能轉(zhuǎn)化為___能的設(shè)備，電動機通電后，電流做的功_____（填“大于”或“小于”）產(chǎn)生的機械能，這是因為________________________。
�。丁� 舉例說明電流的熱效應(yīng)的廣泛應(yīng)用和危害。
三、實例引領(lǐng)：
例一、 1、電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈的電阻為R，則此電動機的額定功率（輸入功率）為_____，正常工作時的熱功率為______，輸出的機械功率為______，電動機的效率為______。三者的'關(guān)系可表達為____________________。當(dāng)電動機突然卡住不轉(zhuǎn)，此時輸出的機械功率為________，電動機消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為_____能，此時的電流為______，熱功率為__________。
2、如圖所示，一臺直流電動機所加電壓為110V，通過的電流為5A。該電動機把一個質(zhì)量為50kg的物體以0.9m/s的速度勻速提高，求①電動機的電功率和電動機線圈的電阻（不計摩擦）；②如果電動機突然卡住，通過線圈的電流是多少？電動機的功率是多少？
例二、 關(guān)于電功率和熱功率的下列說法，正確的是
A、電功率就是熱功率
B、統(tǒng)一電路中，電功率可以大于等于熱功率，也可以小于熱功率
C、電功率就是電路中電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率
D、熱功率就是電路中因發(fā)熱而消耗的功率
四、 同步達標(biāo)：
�。薄� 課本P59：1—3題
�。病� 一只普通的家用照明白熾燈泡，正常發(fā)光時，通過它的電流值與哪一數(shù)值較為接近？
A、20A B、2A C、0.2A D、0.02A
�。�、 一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V的電壓后，正常運轉(zhuǎn)時它消耗的電功率是66W，求：⑴轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能的功率各是多少？電機的效率是多大？
�、迫绻由想娫春�，扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流為多大？電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率又各是多少？
４、 微型吸塵器的直流電動機內(nèi)電阻一定。當(dāng)加上0.3V的電壓時，通過的電流為0.3A，此時電動機不轉(zhuǎn)。當(dāng)加在電動機兩端的電壓為2.0V時，電流為0.8A，這時電動機正常工作，則吸塵器的效率是多少？
五、 能力提升：
同步訓(xùn)練P69---70，能力培養(yǎng)1----7題。
焦耳定律教案4
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1.知道電流的熱效應(yīng).
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用.
能力目標(biāo)
知道科學(xué)研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節(jié)實驗中的運用方法.
情感目標(biāo)
通過對焦耳生平的介紹培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的信念.
教學(xué)建議
教材分析
教材從實驗出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法，在實驗過程中學(xué)生能更好地體會的一些科學(xué)研究的方法，避免了一開始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)生造成理解的困難和對純電阻電路的理解的困難.在實驗基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服.同時啟發(fā)學(xué)生從實驗和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識.
做好實驗是本節(jié)課的關(guān)鍵.
教法建議
本節(jié)課題主題突出，就是研究電熱問題.可以從電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量入手，可以舉例也可以讓學(xué)生通過實驗親身體驗.然后進入定性實驗.
對焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)生對電流平方成正比不易理解，可以通過一些簡單的數(shù)據(jù)幫助他們理解.推導(dǎo)中應(yīng)注意條件的交代.定律內(nèi)容清楚后，反過來解決課本中在課前的問題.
教學(xué)設(shè)計方案
提問：
(1)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？
(2)電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？
學(xué)生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).
引入新課
(1)演示實驗：
1、介紹如圖9-7的實驗裝置，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各裝一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，串聯(lián)起來，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里會上升，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產(chǎn)生的熱量.
2、三種情況：
第一次實驗：兩個電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時間相同，甲瓶相對乙瓶中的電阻較大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.
第二次實驗：在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，加大電流，重做實驗，讓通電的時間與前次相同，兩次實驗比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.
第三次實驗：如果加長通電的時間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.
�。�2）焦耳定律
英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實驗于1840年最先精確地確定電流通過導(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，這個規(guī)律叫做焦耳定律.
焦耳定律可以用下面的公式
表示：Q=I2Rt
公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆(Ω)，通過的時間t的單位要用秒(s)這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）.
例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量.
解：I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q＝I2Rt＝(0.6A)2×60Ω×300s＝6480J
在一定的條件下，根據(jù)電功公式和歐姆定律公式推導(dǎo)出焦耳定律公式如果電流通過導(dǎo)體時，其電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所作的功全部用來產(chǎn)生熱量.那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于電流做的功W，即Q=W.W=UIt，根據(jù)歐姆定律U=IR推導(dǎo)出焦耳定律Q=I2Rt，
(3)總結(jié)
在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.
在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，進一步的研究表明產(chǎn)生的'熱量與電流的平方成正比.
在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.
探究活動
【課題】“焦耳定律”的演示
【組織形式】學(xué)生分組或教師演示
【活動方式】
1．提出問題
2．實驗觀察
3．討論分析
【實驗方案示例】
1．實驗器材：干電池四節(jié)，玻璃棒，若干電阻絲，蠟燭，火柴棒．
2．制作方法
把同一根電阻絲分別繞在玻璃棒的兩端，繞線匝數(shù)比例為1∶8，兩線圈相距5ｃｍ左右，然后在這兩個線圈上滴上同樣多的蠟，使線圈被蠟均勻地包住．點著火柴立即吹滅，靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個線圈上，如圖1所示．
圖1
3．實驗步驟
�。�1）用兩節(jié)干電池給玻璃棒上的電阻絲通電，可看到匝數(shù)多的線圈（電阻大）上的火柴桿比匝數(shù)少的線圈（電阻�。┥系幕鸩駰U先掉．這就表明：在電流強度和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量就越多．
�。�2）經(jīng)過較長時間后，匝數(shù)少的線圈（電阻�。┥系幕鸩駰U也會掉下來．這就說明：通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多．
�。�3）用四節(jié)電池（增大電源電壓）重做上述實驗，可看到兩根火柴桿都先后很快掉下來．在線圈的溫度不太高時，可認為總電阻不變，電壓增大時，通過它們的電流增大．這就表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
焦耳定律教案5
一、教學(xué)目標(biāo)：
1、知識和技能目標(biāo)：知道電流的熱效應(yīng)，理解焦耳定律的內(nèi)容、公式及其運用，知道電熱器的原理及構(gòu)造。
2、過程與方法目標(biāo)：要求學(xué)生能從感知事物→提出問題→自己設(shè)計→動手動腦探究科學(xué)規(guī)律中體會科學(xué)研究的方法，學(xué)會科學(xué)探究、知識遷移的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究的能力。
3、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新的思想和精神，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義精神，滲透實事求是和科學(xué)獻身教育，激勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)。
二、教學(xué)重點與難點
如何引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究；如何使學(xué)生在科學(xué)探究中掌握科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)科學(xué)研究的能力。
三、教法與學(xué)法
將學(xué)生分組，以小組為單位進行教師引導(dǎo)下的科學(xué)探究，加強組內(nèi)同學(xué)間的合作、討論和交流，加強師生間相互反饋，以問題和小組交流貫穿教學(xué)的始終，不斷提出新問題，不斷解決新問題。開學(xué)時就將學(xué)生4人一組分組，分組時男女生分開后，自由組合，便于討論與交流，隨著學(xué)習(xí)的深入，可適當(dāng)調(diào)整小組成員，每個組至少有一個好的同學(xué)能起到小老師的作用，帶領(lǐng)小組同學(xué)開展自主式學(xué)習(xí)。
四、教具與學(xué)具
學(xué)生用：鐵架臺、學(xué)生電源、大號試管和溫度計各三支、導(dǎo)線若干、量筒、煤油、電阻絲（5、10、10歐各一根，教師課前用電爐絲截取并焊好導(dǎo)線）。每小組一套。
教師用：與學(xué)生的基本相同，溫度計改用數(shù)字的，另加各種電熱器（電爐、電飯鍋、白熾燈、電風(fēng)扇等）、多媒體課件及教學(xué)平臺。
五、探究實驗：
研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和時間的關(guān)系。
六、教學(xué)活動實錄（部分）：
�。ㄒ唬⿲�(dǎo)入新課
師：（教師出示電飯鍋，白熾燈、電風(fēng)扇）這幾種電器各有什么功能？
生：煮飯、照明、吹風(fēng)。
師：這些電器雖然功能不同，有沒有共同點？
�。▽W(xué)生小組討論，請三位同學(xué)上來各拿一個電器，同時通電實驗1分鐘，并請他們觸摸電器和電扇的電動機部分）
�。ǚ步處熖岢鰡栴}，教師留有一定的時間，讓學(xué)生同桌或四人小組討論）
生：它們工作時都會發(fā)熱。
師：對！電流通過任何電器或?qū)w，電器和導(dǎo)體都會發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫電流熱效應(yīng)。（教師
板書：電流熱效應(yīng)）
師：這種現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？
生：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（教師板書：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）
師：它們產(chǎn)生的熱量有什么不同？
生：（學(xué)生討論后）它們產(chǎn)生的熱量有多有少。
�。ㄔ趯W(xué)生心里自然產(chǎn)生了“產(chǎn)生熱量有多少？”這個問題。）
【點評】根據(jù)學(xué)生的日常生活創(chuàng)設(shè)問題情景，提出問題，建立問題期待，能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機。
�。ǘ┛茖W(xué)探究焦耳定律：
師：既然電流通過用電器產(chǎn)生的熱量不同，同學(xué)們會想到什么問題？
�。▽W(xué)生議論紛紛，舉手發(fā)言，教師引導(dǎo) ）
生：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)？（學(xué)生自己提出問題）
師：你們覺得與什么因素有關(guān)？（引導(dǎo)學(xué)生去猜想）
�。▽W(xué)生議論紛紛，舉手發(fā)言，教師引導(dǎo) ）
生：可能與電壓、電流、電阻、時間或其它等等因素有關(guān)。（學(xué)生猜想）
師：同學(xué)們討論很熱烈！猜想對不對呢？（引導(dǎo)學(xué)生進入實驗研究）
生：我們用實驗來驗證！（通過平時的教學(xué)，學(xué)生都明白：實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，任何問題都要由實驗事實來評判）
【點評】各種研究問題和教學(xué)活動都是由學(xué)生自己提出來的，而不是教師強加的，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，學(xué)生充滿興趣和動力去解決自己發(fā)現(xiàn)的問題。
師：好！下面就請你們以小組為單位設(shè)計實驗方案（學(xué)生設(shè)計實驗）
�。▽W(xué)生小組討論，討論時間可以長一點）
【點評】教師開始不要給任何提示，以免禁錮了學(xué)生的思維，讓學(xué)生放開思維去思考，培養(yǎng)學(xué)生開放型思維能力。
師：哪個小組匯報一下你們設(shè)計的實驗方案？
�。▽W(xué)生七嘴八舌，但真能設(shè)計完整方案的不多，此時需要教師的引導(dǎo)）
師：你們說說做這個實驗首先要解決一些什么問題？（教師引導(dǎo)學(xué)生如何進行實驗設(shè)計） 生：熱量的多少如何用實驗展示出來？
生：如何用實驗來驗證熱量與電流、電阻、時間的關(guān)系。
生：用什么樣的電路去實驗。
生：
師：大家想想在前面的學(xué)習(xí)中有沒有可以體現(xiàn)熱量多少的辦法？
生：（學(xué)生討論并發(fā)言）有熱脹冷縮比較熱量法，測溫度比較熱量法等等。
師：請××同學(xué)談?wù)勀銈兊姆椒ā?/p>
生：我們利用熱脹冷縮的辦法：找兩個相同的燒瓶??
師：很好！因為要進行比較，一定要條件相同，所以要用相同的燒瓶??其他小組還有什么方法？
【點評】滲透科學(xué)的比較方法：條件相同。
生：可以將上述燒瓶中的空氣膨脹換成液體（水或煤油）
師：也很好！測溫度比較熱量法呢？
生：可以直接用溫度計去測量升高的溫度，質(zhì)量相等的煤油溫度升高越多，吸熱越多?? 師：××同學(xué)說得很好！只是上述前幾種方法是定性討論方法，只能說明多少關(guān)系，最后這種方法是從定量的角度去考慮的，我們今天就采用他說的這種實驗方法，好嗎？
【點評】滲透教學(xué)民主的觀念。
師：現(xiàn)在再來看看如何用實驗來驗證熱量與電流、電阻、時間的關(guān)系。大家想想：在前面的學(xué)習(xí)中，經(jīng)常學(xué)到某個物理量由幾個物理量決定，當(dāng)討論它與其中一個量的關(guān)系時，要使另外的量相同或不變。這是什么方法？
生：這是控制變量法。
【點評】再次滲透科學(xué)的比較方法和控制變量法：條件相同。
師：因此我們可以將上述問題分解成三個問題來研究？分解成哪三個問題？
生：熱量與電流，熱量與電阻，熱量與時間三個關(guān)系問題。
師：如何用實驗研究熱量與電阻的關(guān)系？
生：將兩個不同的電阻通以相同的電流（可以串聯(lián)），比較兩個電阻在相同的時間里產(chǎn)生的熱量。
師：如何用實驗研究熱量與電流的關(guān)系？
生；將兩個相同的電阻通以不同的電流（可以并聯(lián)），比較兩個電阻在相同的時間里產(chǎn)生的熱量。
師：如何用實驗研究熱量與時間的關(guān)系？
生：選擇任意一個電阻，不斷通電，觀察溫度是否隨通電時間不斷升高。
師：綜合大家的意見，我們要做三次實驗，花的時間太長。為了節(jié)省實驗時間，能否將上述三次實驗合并為一次實驗？看哪個小組最先設(shè)計好實驗電路。
�。▽W(xué)生小組討論，畫出初步的實驗電路圖，不一定每個小組都對，教師用投影儀展示某組設(shè)計的實驗電路圖，并請該組代表講述設(shè)計思路）
生：
（用多媒體教學(xué)平臺展示探究過程中的問題流程圖，如右圖所示。教師結(jié)合該圖，小結(jié)一下同學(xué)們設(shè)計實驗的過程，并統(tǒng)一認識和完善實驗電路）
【點評】通過上述引導(dǎo)和展示圖例，教會學(xué)生學(xué)會分解問題和合并問題，學(xué)會逐步解決問題的方法，提高解決問題的能力。另外也提倡了開放性思維、多種解決方案。
師：請同學(xué)們按照上述我們設(shè)計的實驗方案開始實驗。
說明：學(xué)生以小組為單位進行實驗操作并記錄有關(guān)實驗數(shù)據(jù)，教師隨時指導(dǎo)實驗。（進行實驗）
實驗記錄：煤油的初溫：T0=____。
煤油的末溫：T1=____，T2=____，T3=____（三個末溫應(yīng)為同時的溫度）。
�。ń處熝惨暩鱾�小組，有選擇地將某個小組的實驗數(shù)據(jù)用投影儀展示出來，并請該組同學(xué)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成下表內(nèi)容）
師：其它小組實驗數(shù)據(jù)雖然與這不同，但都與這個數(shù)據(jù)差不多，可以看出其中的'規(guī)律。哪個同學(xué)說一下，你從這數(shù)據(jù)中看出了什么？（數(shù)據(jù)分析，歸納總結(jié)）
生：（學(xué)生可能說不準(zhǔn)確，但大體的意思肯定能說得出來）。
師：××同學(xué)發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律，我們不妨把這個規(guī)律稱為××定律。大家鼓掌祝賀他。其實這個定律早在很多年前，物理學(xué)家焦耳就是按照剛才大家的研究方法，實驗研究了很多年才得出的，因此這個定律也叫焦耳定律。
�。ń處熡媒虒W(xué)平臺投影焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位等）
說明：在現(xiàn)實中學(xué)實驗條件下，該實驗?zāi)軌虻贸鲚^準(zhǔn)確的數(shù)量關(guān)系。
【點評】開展成功與激勵教育，另外強調(diào)了我們的研究方法與物理學(xué)家進行科學(xué)研究的方法一樣，潛意識地使學(xué)生認同科學(xué)探究的方法。
師：有的同學(xué)會問：我們一節(jié)課就能把這個規(guī)律研究出來，而焦耳要用好多年才能研究出來，是不是他有點問題？這里面有幾個方面的問題：
第一：那時的實驗條件不夠好；
第二：缺少必要的指導(dǎo)老師，因為在他之前沒有任何人研究和知道這個問題；
第三：缺少與其他科學(xué)家的合作與交流，基本上是一個人關(guān)門在家研究，要走很多彎路。而我們有老師指導(dǎo)和小組交流合作，集體的智慧是無窮的；
第四：很重要的一點就是實驗要精確，實驗數(shù)據(jù)沒有什么誤差，誤差大了就得重新做，不然就不叫規(guī)律了。焦耳就是在實驗條件簡陋的情況下，重復(fù)實驗了幾千次，直至實驗很精確了才得出了焦耳定律。
師：請問你們哪個小組的實驗沒有什么誤差？
生：有較大誤差。
【點評】通過對焦耳的故事介紹，對學(xué)生進行科學(xué)精神和實事求是精神的教育，并培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)獻身精神，激勵學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)。同時也告訴了學(xué)生在科學(xué)研究中合作與交流的重要，還為下面的評估作了鋪墊。
師：能不能找一找誤差的原因和改進的辦法？（對實驗探究的評估）
生：（學(xué)生討論后發(fā)言）有熱量的散失，試管外面包隔熱材料。
生：有可能這電阻絲的電阻不準(zhǔn)確，可換用阻值準(zhǔn)確的電阻絲。
生：溫度計讀數(shù)不同時，盡量同時讀數(shù)。
生：三支試管中的煤油質(zhì)量有誤差，最好用天平準(zhǔn)確測量。
生：溫度計本身不標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)事先選擇標(biāo)準(zhǔn)的三個溫度計。
生：
師：同學(xué)們分析得很好！從這里也可以告訴我們以后進行科學(xué)實驗研究時，不僅要做好誤差分析，更應(yīng)該在設(shè)計實驗和實驗操作中時刻考慮到怎樣才能減小實驗誤差，這樣才能更好地得出規(guī)律出來。
【點評】評估過程也是對學(xué)生進行思維訓(xùn)練的過程，同時也使學(xué)生認識到評估的重要性。
�。ㄈ┳詫W(xué)訓(xùn)練
學(xué)生自己閱讀課本上的例題，借此訓(xùn)練學(xué)生的自學(xué)能力。
【點評】該例題不難，課本上解題過程很清楚，學(xué)生自己看得懂。學(xué)生自己能學(xué)的東西要放手讓學(xué)生自己去獲取，沒有必要加進教師這一中間環(huán)節(jié)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的自己學(xué)習(xí)的能力。
�。ㄋ模┙涣髋c思考
用投影儀將下面問題投影出來，請同學(xué)們互相交流看法。
1、焦耳定律中有這樣一句話：“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量??跟導(dǎo)體的電阻成正比??”，小李想：如果要電爐在一定時間里多放出熱量，應(yīng)當(dāng)增大電阻絲的電阻。他的想法對嗎?為什么？
2、電風(fēng)扇通電會發(fā)熱，這些熱量是人們希望得到的嗎？電風(fēng)扇的能量轉(zhuǎn)化形式怎樣？能否想點辦法減少電風(fēng)扇的能量散失？
【點評】第一題是檢查學(xué)生對焦耳定律和科學(xué)比較方法的理解，第二題是回應(yīng)開頭，并且讓學(xué)生思考電熱與電功的區(qū)別。
�。ㄎ澹┬〗Y(jié)及布置作業(yè)
用投影儀將教學(xué)流程圖投射出來，結(jié)合該圖重點小結(jié)一下上述科學(xué)探究的步驟和方法。
【點評】每節(jié)課都這樣，同學(xué)們就逐漸掌握了科學(xué)探究的步驟和方法，潛移默化地學(xué)會了科學(xué)探究。
布置作業(yè)：將上述思考題作為作業(yè)，做在作業(yè)本上，待老師閱后保存在自己的學(xué)習(xí)檔案袋里。
【點評】學(xué)生的作業(yè)不能總是算過來算過去，經(jīng)常給學(xué)生布置一些文字型和開放型作業(yè)可以更全面促進學(xué)生的發(fā)展。同時，利用所學(xué)的科學(xué)知識與社會、生活相聯(lián)系，用科學(xué)知識去解釋現(xiàn)象，在日常生活中找到所學(xué)知識的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
焦耳定律教案6
知識目標(biāo)
1.知道電流的熱效應(yīng)。
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用。
能力目標(biāo)
知道科學(xué)研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節(jié)實驗中的運用方法。
情感目標(biāo)
通過對焦耳生平的介紹培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的信念。
教學(xué)建議
教材分析
教材從實驗出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法，在實驗過程中學(xué)生能更好地體會的一些科學(xué)研究的方法，避免了一開始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)生造成理解的困難和對純電阻電路的理解的困難。在實驗基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服。同時啟發(fā)學(xué)生從實驗和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識。
做好實驗是本節(jié)課的關(guān)鍵。
教法建議
本節(jié)課題主題突出，就是研究電熱問題�？梢詮碾娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生熱量入手，可以舉例也可以讓學(xué)生通過實驗親身體驗。然后進入定性實驗。
對焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)生對電流平方成正比不易理解，可以通過一些簡單的數(shù)據(jù)幫助他們理解。推導(dǎo)中應(yīng)注意條件的交代。定律內(nèi)容清楚后，反過來解決課本中在課前的問題。
教學(xué)設(shè)計方案
提問：
(1)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？
(2)電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？
學(xué)生回答：發(fā)燙。是電流的熱效應(yīng)。
引入新課
(1)演示實驗：
1、介紹如圖9-7的實驗裝置，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各裝一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的'電阻比乙瓶中的大，串聯(lián)起來，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里會上升，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升得越高。觀察煤油在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產(chǎn)生的熱量。
2、三種情況：
第一次實驗：兩個電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時間相同，甲瓶相對乙瓶中的電阻較大，甲瓶中的煤油上升得高。表明：電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
第二次實驗：在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，加大電流，重做實驗，讓通電的時間與前次相同，兩次實驗比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
第三次實驗：如果加長通電的時間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。
�。�2）焦耳定律
英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實驗于1840年最先精確地確定電流通過導(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，這個規(guī)律叫做焦耳定律。
焦耳定律可以用下面的公式
表示：Q=I2Rt
公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆(Ω)，通過的時間t的。單位要用秒(s)這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）。
例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量。
解：I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q＝I2Rt＝(0.6A)2×60Ω×300s＝6480J
在一定的條件下，根據(jù)電功公式和歐姆定律公式推導(dǎo)出焦耳定律公式如果電流通過導(dǎo)體時，其電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所作的功全部用來產(chǎn)生熱量。那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于電流做的功W，即Q=W. W=UIt，根據(jù)歐姆定律U=IR推導(dǎo)出焦耳定律Q=I2Rt，
(3)總結(jié)
在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，進一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比。
在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。
探究活動
【課題】“焦耳定律”的演示
【組織形式】學(xué)生分組或教師演示
【活動方式】
1．提出問題
2．實驗觀察
3．討論分析
【實驗方案示例】
1．實驗器材：干電池四節(jié)，玻璃棒，若干電阻絲，蠟燭，火柴棒．
2．制作方法
把同一根電阻絲分別繞在玻璃棒的兩端，繞線匝數(shù)比例為1∶8，兩線圈相距5ｃｍ左右，然后在這兩個線圈上滴上同樣多的蠟，使線圈被蠟均勻地包�。c著火柴立即吹滅，靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個線圈上。
3．實驗步驟
�。�1）用兩節(jié)干電池給玻璃棒上的電阻絲通電，可看到匝數(shù)多的線圈（電阻大）上的火柴桿比匝數(shù)少的線圈（電阻�。┥系幕鸩駰U先掉．這就表明：在電流強度和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量就越多．
�。�2）經(jīng)過較長時間后，匝數(shù)少的線圈（電阻�。┥系幕鸩駰U也會掉下來．這就說明：通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多．
�。�3）用四節(jié)電池（增大電源電壓）重做上述實驗，可看到兩根火柴桿都先后很快掉下來．在線圈的溫度不太高時，可認為總電阻不變，電壓增大時，通過它們的電流增大．這就表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
焦耳定律教案7
（一）教學(xué)目的
1．知道電流的熱效應(yīng)。
2．在觀察實驗的基礎(chǔ)上引出焦耳定律。
3．理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用。
（二）教具
如圖的實驗裝置一套（比課本上圖9梍7的實驗裝置多用一個乙瓶和一塊電流表）。
（三）教學(xué)過程
1．引入新課問：
l）燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？
2）電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？學(xué)生回答：發(fā)燙。是電流的熱效應(yīng)。
再通過課本本節(jié)開始的“？”和圖1，引入新課。
2．進行新課：
�、俳榻B如圖1的實驗裝置，告訴學(xué)生RA＞RB，RB=RC，通電后，IA=IB，IB＜IC（從電流表的示數(shù)可知道I的數(shù)值）。
�、趩枺涸搶嶒灥哪康氖鞘裁�？（研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)）
�、蹎枺涸搶嶒灥脑硎鞘裁�？觀察什么？向?qū)W生講述：當(dāng)電流通過電阻絲A、B、C時，電流產(chǎn)生的熱量就使三個瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來一樣高的液柱就會逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高。我們可以通過三個管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量。
④教師演示實驗，記錄下在同一時刻三管中煤油液面的高低情況：hC>hA>hB。
⑤分析：
問：比較A、B兩瓶，什么相同？（I、t相同），什么不同？（R不同，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB）說明什么？
引導(dǎo)學(xué)生回答：在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
問：比較B、C兩瓶，同上問（略）。
引導(dǎo)學(xué)生回答：在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，教師指出；進一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比。
問：上述實驗中，若通電時間越長，瓶中煤油上升得將會怎樣？（學(xué)生答；越高）引導(dǎo)學(xué)生回答：在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。
�。�2）師生共同歸納，教師指出，英國物理學(xué)家焦耳通過大量的實驗，總結(jié)出焦耳定律。
�、賰�(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的.熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
�、诠剑篞梍I2Rt。③單位：
I一安，R一歐，t一秒，Q一焦。注意：焦耳定律是實驗定律，在此可向?qū)W生講一些焦耳的故事，以激發(fā)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)，不怕困難，勇于攀登的精神。
（
3）根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律。若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q梍W，又∵W=UIt，根據(jù)歐姆定律U=IR，∴Q=W=UIt=I2Rt開
�。�4）指出：
焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算，對只存在電
�。�5）例題：
例2：某導(dǎo)體的電阻是2歐。當(dāng)1安的電流通過時，l分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？
例3：一只“220V45W”的電烙鐵，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？你能用幾種方法解此題？
�。�6）討論：（先由學(xué)生說，然后在教師的引導(dǎo)下進行歸納）
①課文前面“？”中的為什么“覺察不出和燈相連的電線發(fā)熱”。
分析：因為電線和燈串聯(lián)，通過它們的電流是一樣大，又因為燈的電阻比電線的大得多，所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時間內(nèi)電流通過燈產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱量發(fā)光，而電線卻感覺不到熱。
�、谡n文前面“？”中的和電爐相連的電線為什么顯著發(fā)熱？
分析：照明電路的電壓是一定的，由P=UI可知，電路中接入大功率電爐時，通過的電流大，在電線的電阻相同的情況下，跟電爐相連的電線中通過的電流比跟燈泡相連的電線中通過的電流大得多。所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的時間內(nèi)，電流通過跟電爐相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過跟燈泡相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟電爐相連的電線顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。
�、塾懻撜n本本節(jié)中的“想想議議”，讓學(xué)生自己說。
討論小結(jié)：應(yīng)用公式解釋判斷問題時，必須注意條件。
3．小結(jié)：略。
�。ㄋ模┱f明
1．研究焦耳定律的實驗是把課本上的1、2兩次實驗同時進行。閉合開關(guān)后，讓學(xué)生同時觀察三個瓶里玻璃管中煤油液面升高的情況（在課前就把實驗電路連接好），這樣，可以把更多的時間花在分析實驗，引出焦耳定律及運用焦耳定律上。
2．Q=W只對純電阻電路（如燈泡、電爐等）適用，對非純電阻電路（如含電動機的電路）不適用，這一點要向?qū)W生交待清楚。
焦耳定律教案8
【課題】
焦耳定律 編號_______ __________________
一、知識與技能：
初步了解焦耳定律，并能進行有關(guān)計算
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.電流做功的多少等于 轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量；所謂電流做功，實質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場對 的 力在做功，電荷的 減小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。
2.電流通過用電器時把 能全部轉(zhuǎn)化為 能，這樣的電路叫做純電阻電路。
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．理解電流熱效應(yīng)的本質(zhì)
2．掌握焦耳定律，并能進行有關(guān)計算
3．理解電功和電熱的關(guān)系，能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路中的電功和電熱
二、學(xué)習(xí)過程
1.電功和電功率
�。�1）電功是電流通過一段電路時，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能（電場能、機械能、化學(xué)能或內(nèi)能等）的量度。
（2）W= qU=UIt是電功的普適式， P= UI是電功率的普適式，適用于任何電路。
2.焦耳定律和熱功率
�。�1）電熱則是電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度.
�。�2）Q=I2Rt是電熱的計算式，可以計算任何電路中電流I 通過電阻R時在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；P=I2R是熱功率的計算式，
3.電功和電熱
�。�1）在純電阻電路中：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等這時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt= .同理P=UI=I2R= .
（2）在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.?這時電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過電動機，電動機轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2R t（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其他＋Q.?
（3）電功和電熱是兩個不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I 2R t= ；在非純電阻電路中，電功大于 電熱，W>Q，這時電功只能用W=UIt計算，電熱只能用Q=I2Rt計算，兩式不能通用。
例1 一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20 Ω，接上220 V電壓后，消耗功率66 W，問：?
�。�1）電風(fēng)扇正常工作時通過電動機的電流是多少？?
�。�2）電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的.功率是多少？電動機的效率是多少？?
�。�3）如果接上電源 后 ，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流， 以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？?
三、當(dāng)堂檢測
1. 用電器兩端電壓22 0V，這意味著()
A.1A電流通過用電器時，消耗的電能為220J
B.1C正電荷通過用電器時，產(chǎn)生220J的熱量
C.1A電流通過用電器時，電流的發(fā)熱功率為220W
D.1C正電荷從電勢高端移到電勢低端時，電場力做功220J
2. 一燈泡標(biāo)有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有()
A.燈泡的實際功率為50W
B.燈泡的實際功率為25W
C.通過燈泡的電流為額定電流的
D.通過燈泡的電流為額定電流的
3.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo) 有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是 ( )
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
4.把兩個相 同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正
常發(fā)光，兩電路中消耗的總功率分別為 和 ，可以斷定()
A. 〉 B. 〈 C. = D.無法確定
5. 輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶得到的功率為()
A.P B. C. D.
6.一個直流電動機所加電壓為U，電流為 I，線圈內(nèi)阻為 R，當(dāng)它工作時，下述說法中錯誤的是 （ ）
A．電動機的輸出功率為U2／R
B．電動機的發(fā)熱功率為I2R
C．電動機的輸出功率為I U-I2R
D．電動機的功率可寫作IU=I2R=U2/R
7.有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的 電路時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機 正常工作，工作電流是1A。求：
�。�1）電動機正常工作時的輸出功率 ；
（2）如在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率多大？（提示：電動機在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器）
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