《焦耳定律》教学设计说明

1、焦耳定律教学设计高垚骏（省宣州区新田中心初中）一、教学目标（一）知识与技能1 能通过实例，认识电流的热效应。2能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间 有关，知道焦耳定律。3会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利 用与防治。（二）过程与方法体验科学探究过程， 了解控制变量的物理方法， 提高实验探究能 力和思维能力。（三）情感态度和价值观会解释生活中一些电热现象， 通过学习电热的利用与防止， 学会辩证地看待问题。二、教学重难点电热是指电流做功把电能转化为能， 电热的大小与哪些因素这个 实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论 几个方进行研究。重点是研

2、究电热与电流、电阻和通电时间的关系， 实验中要采用控制变量的方法。 研究电热与电阻关系时要控制电流和 通电时间相同， 设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。 研究电热 与电流的关系的设计是一个难点， 电阻相同改变电流， 可以利用并联 分电流的思想，也可以两个电路来完成。焦耳定律研究的是把电能转化为能的多少， 它与电功有联系也有 区别。电功是指电流做功， 可以把电能转化为各种形式能，而电热只 是电功的一部分。只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确 定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。

3、三、教学策略 电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程， 不同的用 电器转化成不同形式的能量。 本节研究的是把电能转化为能多少， 生 活中的用电器工作时都伴有热的现象， 用此引入电流的热效应， 从电 炉丝与连接的导线入手， 提出问题， 学生也比较容易猜到电阻是影响 电热的因素之一。 在设计实验研究电热与电流、 电阻和通电时间关系 时，要利用到控制变量的方法。 研究电热与电阻的关系要比研究电热 与电流关系思维难度上略低一些， 体现了从简入难的层次性。 设计实 验时结合了电路的特点， 利用串联电路使两电阻的电流相等， 利用分 电压的方法使两电阻的电流不相等。电热与电功的联系与区别， 可以通过

4、公式推导的方法得出在纯电 阻电路中 Q=W ，在非纯电阻电路中，电热只是电功的一部分。也可 以从能量转化的角度来比较电热与电功，电热是指把电能转化为能，而电功是把电能转化为其它形式的能，电热只是电功的一部分。四、教学资源准备校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板（含电能表）、 功率不同的用电器（如热得快和白炽灯）、电源、开关、导线、规格 已知的小灯泡、滑动变阻器等。五、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图1.电功的大小与哪为本些因素有关？如何计学生按要求回忆，节课作知复习算？回答。识上的铺提问垫。（22 .能说出一些用电分钟）器工作时能量的转化情况？创设电流在电路中做功，学生说出常

5、见用仓U造情景可以将电能转化为其它电器工作过程中能量课堂情景，引入形式的能，如电动机、电的转化。激发学生新课灯发光、电视机工的兴趣和（3作。求知欲。分钟）当这些用电器工作 一段时间后，我们触摸它 们的有关部位，会有什么 感觉？这是什么原因？电流通过导体时电能转化成能。联系实际，引入新课。电流的热效应学生总结：投影：电饭锅、取暖培养器、油灯、电炉丝、电铬这些用电器工作学生总结铁时都是把电能转化成问题的能能。力。新课教学（28分钟）这些用电器工作时有什么共同特点？导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红（得出电流的热效应的概念）而导线并不很热？说明电热的大小可能什么？与导体的电阻有关。由生一、提出问

6、题学生结合生活实活现象培际进行猜想：养学生发电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？电流、电压、电阻、通电时间现问题并 提出问题 的能力。二、猜想与假设学生举例证明猜想的合理性。培养提示：电热是电流通学生合理过电阻时产生的热量，电猜想，并分路中有电压不一定有电学生讨论：析猜想的流，所以电压对电流通过合理性。学电阻产生热量的多少没实验时要控制电会排除不有影响。（排除电压这个路中的电流相等，改变合理猜想。物理量）电阻，比较在相冋时间放出热量的多少。电流通过导体产生热量的多少与可以通过加热相培养有关。同物体，比较物体吸热学生利用升温的多少控制变量你能结合实例说出的方法来这二个因素对电热的影设计实

7、验。响吗？学生观察实验装置讨论得出：三、设计实验1 .本装置研究电通过 分析实验 装置的合 理性来培 养学生的 设计实验 的能力。培养学生利用要研究电流通过电 阻产生热量与电阻的关 系，如何设计实验？如何 比较产生热量的多少？四、进行实验展示实验装置1热与电阻的关系2 .电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相3 .通过左右两管 液面的高度差来比较， 液柱上升的越高，放出 热量越多。转换的方电流I/A1R2电5阻/ Q0产法把不易观察的量转换为易R观察的现象。1观察本实验装置，思考：1 .本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？2 .两电阻为什么要串联？4 .实验数据表格学会 设计实验

8、 数据记录 表格会根 据实验数 据得出结 论，利用控 制变量的 方法准确 的描述出 结论。3 .如何比较电流通 过电阻放出热量？4 .设计实验数据记 录表格电路接通，进行实 验，观察U形管中液柱的 上升情况，把实验结果填 入表格中。分析实验数据，可以 得到什么结论？展示装置21 .本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？学生根据实验数 据，得出结论：在电流 和通电时间相同时，电 阻越大，电流通过电阻 产生的热量越多。学生观察实验装置讨论得出：1 .本装置研究电 热与电流的关系。2 .使右边容器中的电阻丝中的电流与2 .右边电阻丝上为 什么要再并联一根电阻 丝？3 .如何比较电流通 过电阻放出热

9、量？4 .设计实验数据记 录表格电路接通，进行实 验，观察U形管中液柱的 上升情况，把实验结果填 入表格中。分析实验数据，可以 得到什么结论？对于某一个电阻，在 电流一定时，通电时间越 长，电流通过电阻产生热左边容器中的电阻丝 不等（左边电流大于右 边电流）。4 .实验数据表格培养学生设计电阻R/ Q1R2电流I/A产生热量 （多/少）数据记录表格、分析R实验、实验、总结描述实验结论的能力3 .通过左右两管 液面的高度差来比较， 液柱上升的越高，放出 热量越多。量越多。这个结论可以通过刚才的实验中看出来，培养某一根电阻丝通电时间学生根据实验数学生对实越长，液柱上升越高，说据，得出结论：在电阻验

10、数据综明放出热量越多。和通电时间相同时，电合分析能流越大，电流通过电阻力。五、分析论证，得出产生的热量越多。结论学生总结以上两对以上两个实验进个实验：行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻电流通过电阻产和通电时间。生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。焦耳定律培养学生的人介绍科学家焦耳。了解焦耳在电热文精神、学英国科学家做了大 量实验于1840年最先精 确地确定了电流产生的 热量跟电流、电阻和通电 时间的关系，即焦耳定 律。上的成就学生了解焦耳定律的容，记住公式。习科学家的实事的精神。电流通过导体产生的热量跟电流的一次方利用

11、成正比，跟电阻成正比，焦耳定律跟通电时间成正比。进行简单学生快速的计算计算，培养如果热量用Q表示，本题中的电热。学生利用电流用1表示，电阻用R公式解决表示，时间用t表示，则Q=I2Rt=实际问题焦耳定律为Q=l2Rt。(4 . 55A ) 2 X48 . 4的能力，进QW00s=6 X105J一步熟悉公式。例题：一电热水器电阻丝的阻值为48 . 4 Q,学生结合欧姆定正常工作时的电流为律进行计算培养4. 55A ,工作 10min 放学生利用出的热量为多少J ?物理知识解决实际Q=l2Rt二(6.8A )问题的能2 X32 . 3 QX600s=9力。练习： 取暖器接在X105J家庭电路中，正

12、常工作时的电流为6 . 8A，工作10mi n 放出的热量是多少？电功与电热上题中已知电压、电学生计算电流做流和通电时间，可以计算的电功（电能）出取暖器消耗的电能，那么取暖器消耗的电能与W=UIt=220VX电热之间有什么关系6 . 8A X 600s=9 X呢？105J通过计算我们发现力口强电流做功与产生的电热知识的联是相等，那么用电器在工系，培养学作时，电功与电热间有什生系统学么关系呢？习的能力。学生讨论：当电流做的功全部转化为能时：在前面的计算过程中利用了欧姆定律，由于W二Ult，它只能用在纯电阻电培养U=IR路中，用电器工作时把利用物理电能全部转化为能。知识解决Q=W=l2Rt实际问题

13、能力。电吹风工作时，消耗了 1000J的电能，电流不是的，电吹风工在电阻线上产生热量等作时把电能转化为能，于1000J吗？还有部分转化为动培养能。它不是一个纯电学生合作电功与电热的联系阻。电功大于电热。学习的能与区别力、团队精神和交往1 .纯电阻电路中能力。W=Q2.非纯电阻电路中WQ电热Q=l2Rt其它形式的能W?Q利用焦耳定律解释学生讨论：培养现象学生知识电线与电炉丝串应用能力，讨论：电炉通过导线联，电流相等，根据焦合作学习接到电路中，导线和电炉耳定律，导线的电阻比的能力、团丝串联，为什么电炉丝热电炉丝小的多，相同时队精神和得发红而导线并不很间放出热量也少。交往能力。热？学生讨论利用想想议

14、议：额定电压控制变量相同的灯泡，额定功率越这两种情况下有的方法来大，电阻越小，正常工作不同的变量，前者是在分析问题。时单位时间产生的热量电压疋时，电阻越通过辨析越多。可是按照焦耳定小，电流越大，电热与加强对焦律，电阻越大，单位时间 产生的热量越多。二者似 乎有矛盾，这是怎么回 事？电流是平方的关系，所 以电流对电热影响较 大。后者的前提是在电 流一定时，电阻越大， 电热越多。耳定律的理解。电热的利用和防止展示常见一些用电分成两类利用器（电熨斗、电视机散热分类的方孔、取暖器、电饭锅、电利用电热的有：电法来培养脑主板风扇、笔记本散热熨斗、取暖器、电饭锅学生利用孔、电动机外冗），等。辩证的态给这些用电器进行分类，度来看待哪些是利用电热、哪些是防止电热的有：电问题防止电热造成危害的。视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电热在实际中有利 用也有防止的。我们要利 用辩证的态度来对待电 热。电动