焦耳定律精品【一等奖教案】大赛一等奖作品

第第 4 4 节节焦耳定律焦耳定律 第第 1 1 课时课时焦耳定律焦耳定律 教学目标教学目标 知识要点知识要点 1．电流的热效应 2．焦耳定律 课标要求课标要求 通过生活实例，认识电流的热效应 能在实验的基础上引出焦耳定律， 会用焦耳定律进行简单的 计算 教学过程教学过程 新课引入新课引入 老师给学生展示： 给白炽灯和电风扇通电相同的时间， 让学生分别触摸白炽灯和电风扇 的电动机部分， 体验一下有什么感觉？为什么通电相同的时间， 发热程度不同？能否解释这 一现象？从学生的质疑中导入新课。 合作探究合作探究 探究点一探究点一电流的热效应电流的热效应 活动活动 1 1：课件展示，让学生分析这些用电器在工作的过程中的共同特点是什么？ 电烤箱电炉子 电熨斗电饭锅 活动活动 2 2：小组之间交流、讨论这些用电器工作时能量的转化情况。 归纳总结： （1）总结：电流通过这些用电器后，都伴有热现象产生。 （2）电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 活动活动 3 3：让学生走进生活，列举出生活中你见到的用电器有哪些？它们之间的能量转化是 怎样的？哪些是利用了电流的热效应？哪些是防止电流的热效应？ 总结：电热既有有利的一面也有不利的一面， 电热器是利用电流的热效应； 但在很多情况下 我们并不希望用电器温度过高，因为温度过高会影响用电器的使用寿命，会使绝缘皮老化， 甚至引起火灾， 电视机的后盖有许多小孔， 就是为了通风散热； 电动机的外壳有许多散热片， 也是为了降温。 探究点二探究点二焦耳定律焦耳定律 1 1．实验探究电影响电流产生热量的因素．实验探究电影响电流产生热量的因素 提出问题：提出问题：根据导课时的问题， 请同学们猜想一下，电流通过不同的导体时产生的热量为什 么不同？电流产生的热量与哪些因素有关？小组之间交流、讨论，阐明自己的观点。 猜想：猜想：可能与电流、电阻和通电时间有关 设计实验：设计实验：根据猜想，小组之间设计实验，交流讨论出探究的方法、实验中电流产生的热量 如何表现出来？探究分为几步完成？ 根据每个小组的发言和交流，师进行补充和总结，出示课件，展示内容： 探究方法：控制变量法 研究问题的方法：转换法。即实验中通过 U 形管两边的液面的高度的变化转化为产生热量 的多少。 探究步骤：探究步骤： （1）取两个阻值不同的电阻串联起来，通电相同的时间，观察 U 形管两边的液 面的高度的变化； （2）取两个阻值相同的电阻，让其通过的电流不同，加热相同的时间，观 察 U 形管两边的液面的高度的变化。 实验结束后，学生上讲台，将实验报告投影出来，并重点就结论、电路图、实验步骤、实验 设计思想进行交流，生生、师生互问、互辩。 归纳总结：归纳总结： （1）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 （2）在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流越大，导体产生的热量越多。 2 2．焦耳定律．焦耳定律 活动活动 1 1：：从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热的多少跟导体的电阻、电流 和通电时间都有关系。其实早在 1840 年英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系，得 到了焦耳定律，让学生自学P100 的内容，完成下列问题： （1）焦耳定律的内容？ （2）焦耳定律的表达式？各个物理量的单位？ 活动活动 2 2：学生结合自己的认识，完成课件展示的内容，并归纳总结。 归纳总结： （1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通 电时间成正比。 （2）公式：Q=I2Rt公式中的电流 I 的单位要用安培（A） ，电阻 R 的单位要用欧姆（Ω ） ，通 电时间 t 的单位要用秒（s） 。这样热量的单位就是焦耳（J） 。 活动活动 3 3：针对焦耳定律，老师进一步的延伸拓宽。出示课件展示。 延伸拓宽延伸拓宽： 电流通过导体时， 如果电能全部转化为热， 而没有同时转化为其他形式的能量， 那么电流产生的热量 Q 等于消耗的电能，即Q=W=UIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一 U2U2 2个公式Q=t。故此时 W 和 Q 的关系为：W=Q=I Rt=t=Pt=UIt。 RR 板书设计板书设计 第第 1 1 课时课时焦耳定律焦耳定律 教学反思教学反思 焦耳定律是电功率知识的一个升华， 对电学内容起着承上启下的作用。 授课过程中我从 学生生活中熟悉的用电器入手， 使学生进一步认识电和热的关系， 自然的导出电流的热效应， 然后通过通电相同时间， 白炽灯和电风扇的发热程度不同， 让学生猜想电流产生热量的影响 因素，进而通过实验说明电热与电阻、电流、通电时间都有关系（实验中很好地运用了控制 变量和转换的研究方法） ， 最后指出焦耳经过大量实验才于1840 年得到精确的结果——焦耳 定律， 同时为了使学生加深对焦耳定律的认识， 又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt， 这时启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。 第第 2 2 课时课时焦耳定律的综合应用焦耳定律的综合应用 教学目标教学目标 知识要点知识要点 1．焦耳定律的综合计算 课标要求课标要求 能够利用电能、电功率、焦耳定律的表达式进行综合计算， 明确每一个公式的使用条件 能用焦耳定律的知识来解释生活中的现象， 分析相关的问题 教学过程教学过程 2．焦耳定律在生活中的应用 新课引入新课引入 出示课件，展示问题： 过春节的时候，爸爸送给小涵一个如图所示的电动玩具汽车， 一段时间后，小涵在玩耍 时不小心将玩具车的电动机卡住无法转动了， 且很快就闻到了焦糊味道， 你能够解释这种现 象吗？这节课我们就为大家来解决这个问题。 合作探究合作探究 探究点一探究点一焦耳定律的综合计算焦耳定律的综合计算 活动活动 1 1：出示课件，展示问题：首先让学生讨论、分析出思路，然后再交流，得出答案。 典例 1（2014 眉山）某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下， R1和 R2均为电热丝且电阻值恒定． 额定电压 正常工作电流 220V 高温档 5A 低温档 2A 根据师生们的设计，求： （1）电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量． （2）电热丝 R1的阻值． （3）电烘箱在低温档时正常工作时，R2的功率． 思路导引：思路导引： U2 （1）利用公式 P=是否可以分析电路图中低温档和高温档的电路图。 R （2）能否正确的选择出公式进行计算。 格式： 解： （1）高温档时，只 R1接入电路，由机器铭牌可知，电流为5A，电压为 220V， 则 Q=W=UI 高 t=220V×5A×60s=66000J； （2）高温档时，由欧姆定律得：R1= U220V =44Ω；= I高温5A （3）低温档时，两电阻为串联，低温档总功率： P=UI 低=220V×2A=440W， R1的功率 P1=I 低 2R=（2A）2×44Ω=176W； 所以 P2=P-P1=440W-176W=264W． 拓宽延伸： （2014•厦门）如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同．电 热水器功率有高、中、低三档．当S1断开，S2接 b 时，其功率为低档，大小为1000W． （1）请指出电热水器的高、中档功