焦耳定律【公开课教案】新版教科版

第第 3 3 节节焦耳定律焦耳定律 【教学目标】 一、知识与能力 1.通过实验理解焦耳定律，记住焦耳定律的计算公式，并能应用公式进行简单的计算。 2.了解电热的利用和防止。 二、过程与方法 了解电热的利用及其防止的实例，知道改变电热的方法。 三、情感态度与价值观 通过学习电热的利用及其防止，体会物理来源于生活又应用于生活，培养学生学习物理 的兴趣。 【教学重点】 对焦耳定律的理解。 【教学难点】 通过实验探究提出电流的热效应与电阻大小的关系。 【教学突破】 利用教材内容让学生明白用什么实验装置和怎样去探究， 作好探究计划； 在实验过程中， 鼓励学生加强小组合作；实验结束后，让学生结合各种实验方案进行比较分析，交流推广， 并进一步讨论如何验证焦耳定律。 ◆教师准备 视频材料、镍铬合金丝等。 ◆学生准备 开关、镍铬合金丝、温度计等。 ┃教学过程设计┃┃教学过程设计┃ 教学过程教学过程批注批注 一、电流的热效应。 1.电流的热效应定义。 学生活动：结合教材第 94 页有关内容，讨论交流电流的热 效应的定义。 电流通过灯泡的灯丝时，电能转化为光和热，灯丝变得灼热 而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 学生活动：观察 100W 和 40W 的灯泡。 提出问题：如果把同学们手中100W 和 40W 的两个灯泡分别 接到家庭电路里，它们的亮度是否相同？如果亮度不同，请 同学们猜想，灯泡的亮度与什么有关呢？ 交流讨论：灯丝的粗细不同，如果灯丝的长度相同，则电阻 不同，由此可以猜想灯泡的热效应跟灯丝的电阻的关系。 2.实验探究：电流的热效应跟电阻的大小的关系。 提出问题：将两条粗细一样，长度不同的镍铬合金丝串联起 来，接在电源上，通电一段时间后，猜想这两段镍铬合金丝 产生的热量(Q1、Q2)是什么关系？ 学生可能提出的各种猜想：(1)Q1Q2；(2)Q1Q2；(2)Q1Q2；(3)Q1＝Q2. 点拨： 为了判断我们的猜想是否正确， 应当设计实验来验证。 请同学们根据老师给你们准备在实验桌上的器材，写出自己 的验证方案。 实验器材：干电池三节、不同的镍铬合金丝 (R1、R2)、开关1 将电阻丝串联的目的是控制通 过它们的电流相等，采用加热 煤油而尽量不用加热水的方法 是因为煤油的比热容比水的比 热容小， 吸热后温度升高得快， 增强实验效果。利用煤油温度 升高的多少来反映电热丝放热 的多少，这是采用了转换法。 个、温度计 2 只、烧瓶 2 个、煤油(或水)适量、导线若干条 等。 评估交流：学生通过分组实验探究，得出最佳方案。 参考方案(见图 6－3－1)： 学生实验收集数据。 交流评估得出结论：在电流相同的条件下，相等时间内，电 阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量________。(多) 3.焦耳定律。 学生活动：自学教材掌握焦耳定律内容、表达式及各物理量 的单位。 焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方成 应用各个公式进行计算时，一 正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。定要注意统一单位。 2 焦耳定律的表达式：Q＝IRt。 各物理量的单位：Q的单位是 J；I的单位是 A；R的单位是 Ω ；t的单位是 s。 变形公式：I＝ QQQ ；R＝ 2 ；t＝ 2 。 RtI tI R 例题：一根 60Ω 的电阻丝接在 36V 的电流上，在 5min 内共 产生多少热量？ U36V 解：通过电阻丝的电流为：I＝ ＝＝0。6A R60Ω 5min 内共产生的热量为：Q＝I Rt＝(0。6A) ×60Ω ×300s ＝6480J。 4.电热的利用及其防止。 教师：实际生活和生产中，许多地方要利用电热，但也有要 防止电热的危害。 学生活动：对照图 6－3－6，分析它们是利用电热还是防止 电热的，并说明它们利用或防止电热的方法措施。 补充材料：利用电热工作的设备叫做电热器，其主要构造是 发热体，发热体是用电阻率大、熔点高的金属材料或合金材 料制成的。防止因电热造成的损害的方法多种多样，如线路 板和通电导线是利用减小电阻的方法，减小电热的产生；电 动机利用翼状散热片增大散热面积；电冰箱在放置时后背要 与墙壁保持一定距离，以便于热量通过空气散失；计算机内 的 CPU 小风扇可以把热空气驱走；电视机的外壳设有散热窗 等等。 学生活动：结合生活提出利用电热和防止电热的其他例子。 二、反思总结，布置思考题。 1.检查学生的练习情况，请学生总结本节课的主要内容，教 师再作适当的补充。 2.作业：完成教材第 97 页“自我评价”第 1、2、3 题。 ┃教学小结┃┃教学小结┃ 【板书设计】 第 3 节焦耳定律 22 教师要根据学生的回答，及时 给予肯定和鼓励，以提高学生 自主学习的热情。 电流的热效应 1.电流的热效应的定义。 2.实验探究：电流的热效应跟电阻的大小的关系。 3.焦耳定律。 (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)表达式：Q＝I Rt。变形公式：I＝ 4.电热的利用及其防止。 【教学探讨与反思】 2 QQQ ；R＝ 2 ；t＝ 2 。 RtI tI R 如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是 电流所做的功全部用来产生热量，根据电功公式和欧姆定律公式可推导出焦耳定律公式。即 Q＝W，W＝UIt，根据欧姆定律U＝IR推导出焦耳定律Q＝I2Rt。