焦耳定律教案

《焦耳定律》南屏中学孙树东一、教学目标(一)知识与技能1.能通过实例,认识电流得热效应。2.能在实验得基础上得出电热得大小与电流、电阻与通电时间有关,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,了解控制变量得物理方法,提高实验探究能力与思维能力。(三)情感态度与价值观会解释生活中一些电热现象,通过学习电热得利用与防止,学会辩证地瞧待问题。二、教学重难点重点:通过实验研究电热与电流、电阻与通电时间得关系,并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意得问题。难点:对焦耳定律得理解及焦耳定律在实际生活中得应用。三、教学过程(一)情景引入周末,小明得妈妈上班出门前嘱咐小明先做完作业,然后再瞧电视,可就是小明等妈妈一出门直到妈妈下班快回家才开始做作业。妈妈问她为什么没有做完作业,小明说作业太难了。可她妈妈只做了一件事就知道小明说了谎,请问,她妈妈就是怎么做得？妈妈摸了摸电视得散热窗,发现那么还热乎乎得呢。生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。如:电冰箱、电水壶、电饭锅、电灯、电脑等。(二)新课教学1、电流得热效应刚才我们瞧到得这些电热器都就是利用电流做功将电能转化为内能得装置。电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流得热效应。但就是我们瞧到电炉丝与导线就是串联得,它们通过得电流相同,为什么工作时电炉丝热得发红,而导线却几乎不热呢？电流通过导体时产生热得多少与什么因素有关呢？请同学们猜想一下。下面我们来通过实验探究一下。请同学们观察实验装置,我们来了解设计这个实验得思路以及实验采用得方法。我们将电阻丝放入密闭得容器中,通电后电阻丝发热使得空气膨胀,推动U型管内液体上升,通过对左右两管液面得高度差来比较,液柱上升得越高,放出热量越多。这里我们采用得研究方法就是转换法。实验中,我们将一个5Ω与10Ω串联,目得就是让通过它们得电流相等,然后我们用两个5Ω得电阻并联再与一个5Ω得串联,目得就是让两个电阻得阻值相等,而电流不相等。这里我们采用得研究方法就是控制变量法。了解了这些内容后,我们一起来做下实验。实验做完了,我们来总结一下:(1)在电流相同、通电时间相同得情况下,电阻越大,这个电阻产生得热量越多。(2)在电阻相同、通电时间相同得情况下,通过一个电阻得电流越大,这个电阻产生得热量越多。2、焦耳定律焦耳用近40年得时间做了400多次实验,研究热与功得关系。通过大量得实验,于1840年最先精确地确定了电流产生得热量与电流、电阻与通电时间得关系。(1)内容:电流通过导体产生得热量跟电流得二次方成正比,跟导体得电阻成正比,跟通电时间成正比。(2)公式:Q=I2Rt

(3)单位:I—电流---AR---电阻---Wt---时间---SQ---电热---焦耳(J)例题:一根60Ω得电阻接在36V得电源两端,在5min内共产生多少热量?解:学完了焦耳定律,现在我们知道为什么电炉丝热得发红,而导线几乎不发热得原因了,那就是因为电炉丝得电阻比导线得电阻大了很多,所以才会出现这样得情况。3、电能与电热得关系前面第一节里我们学习了电能与电功,知道了电流流过导体时会把电能转化为其她形式得能,电热也就是电流流过导体时产生得,那么这两者之间就是不就是有什么关系呢？下面我们来分析一下。(1)当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化成其她形式得能量,那么电流产生得热量Q就等于消耗得电能W,将欧姆定律代入公式中,即Q=W=UIt=I2Rt=U2R/t如:电暖器,电饭锅,电炉子等。这类电路叫纯电阻电路。(2)当电扇之类得电器工作时,消耗得电能主要转化为电机得机械能,这类电路叫非纯电阻电路。欧姆定律在这类电器中就是不适用得。电能内能+机械能在这里:W＞Q热那么怎么来计算电扇工作时产生得热量呢？其实还就是用焦耳定律来计算得。Q热=I2Rt。注意式中得I就是通过风扇得电流,R就是风扇得内阻。想一想:在公式Q=U2t/R中,电阻R越小单位时间内产生得热量越多。可就是按照Q=I2Rt,电阻R越大,单位时间内产生得热量越多。二者似乎有矛盾,这就是怎么回事?答:前者说电阻越小,单位时间内产生得热量越多,前提条件就是电压相同;而后者说,电阻越大,单位时间内产生得热量越多,前提条件就是电流相同,两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。4、电热得利用与防止展示常见一些用电器图片(电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳……),给这些用电器进行分类,哪些就是利用电热、哪些就是防止电热造成危害得。

例如利用电热得有:电熨斗、取暖器、电饭锅等。防止电热得有:电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等。电热在实际中有利用也有防止得。我们要利用辩证得态度来对待电热。(三)、小结:请同学们回答下面得问题:1.电流得热效应与哪些因素有关,2.焦耳定律得内容,3.电功与电热得关系,4.电热得利用、防止。(四)作业:1.课后“动手动脑学物理”第1、2、3题2.调查生活中还有哪些就是利用电热,哪些就是防止电热得措施。(五)板书设计18、4焦耳定律一、电流得热效应电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流得热效应。二、焦耳定律1、内容:电流通过导体产生得热量跟电流得二次方