焦耳定律实验教学案例

1、内江市教育装备论文评选 焦耳定律实验教学案例 学校： 内江六中 姓名： 黄莉莲 时间： 2014年4月10日 焦耳定律教学设计授课教师：黄莉莲教学目标（一）知识与技能1、知道电流的热效应.2、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。（二）过程与方法1、通过探究“电流产生的热量跟电阻大小的关系”，学习控制变量法，经历实验探究过程。2、通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。（三）情感态度价值观1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值；2、通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。3、使学生通过对英国物理学家焦耳的了解，受到其刻苦

2、钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。教学重点 ： 1.通过实验探究电流产生的热量与什么因素有关 2.电热与电功的关系教学难点 ： 通过实验探究电流产生的热量与什么因素有关教学用具及多媒体应用 ： 学生电源、开关、若干导线、焦耳定律演示器教学方法 ： 实验法、演示法、讲授法教学过程引入新课： 生活中的物理：上周六，我们班有位同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要玩电脑。爸爸回来时看到他在认真写作业，电脑也没打开，很高兴。可是用手一摸电脑后就发现，这位同学刚打开过电脑。提问：谁知道他爸爸是根据什么道理判定的？总结：生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。（多媒体展示伴有热现象的用电器：电热

3、器，水用管状电热器，热水器，饮水机，电熨斗，电烤箱）,而这种现象叫电流的热效应。而焦耳在电流的热效应方面做出了卓越的贡献，我们这节课就来学习有关电流的效应的焦耳定律。（板书：第三节 焦耳定律）1、 电流的热效应（板书：一、电流的热效应）提问： 这些现象中，消耗的是什么能？得到的是什么能？实质：电流做功，把电能全部或部分转化为内能。（板书：实质：电能转化为内能）思考：（对日常现象进行分析，引导学生进行猜想） 现象一：灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？灯泡和导线有什么区别？ 现象二：多媒体展示家庭电路中使用

4、大功率用电器引起火灾的图片。指明：11月9日是我国“消防日”，调查表明，城市火灾中的大部分火灾是因为使用大功率用电器，使电线发热而引起的。家庭电路中使用大功率用电器为什么会引起火灾？ 过渡：要准确的解释上述两个现象，我们就必须要研究电流产生的热量与哪些因素有关？2、 电流产生的热量与什么因素有关（板书：二、电流产生的热量与什么因素有关）1、猜想：电阻、电流、通电时间.（板书：猜想：R、I、t）2、实验方法：控制变量法 当电流I、时间t相同时，研究电热Q与电阻R的关系。 当电阻R、时间t相同时，研究电热Q与电流I的关系。 当电流I、电阻R相同时，研究电热Q与通电时间t的关系。介绍实验装置实验原理

5、：把电阻丝密封在盒内，盒盖上开两个孔，一端与大气相接触，一端与装有液体的导管相连，两边压强相等，导管中的液面一样高。然后把与大气相接触一端夹上止水夹，给电阻丝通电，电流产生的热量就使盒中的空气温度升高、体积膨胀，盒内压强增大，挤压水柱，与大气相接触一端的液面上升，与小孔相连的一端液面下降，就会出现液面高度差。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高，高度差也就会越大。我们可以通过观察比较管中液面的高度差来比较电流产生的热量的多少. 3、设计实验、进行实验实验1：电流产生的热量Q与电阻R的关系（控制电流和时间相同 不同电阻串联 ）R1 = 5 R2 = 10 设计电路图 （要求学生自己设计） 现象

6、:电阻大的比电阻小的液面高度差更大结论1：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。实验2：电流产生的热量Q与电流I的关系 （控制电阻和通电时间相同）设计电路图：（要求较高，老师做出适当引导，然后直接给出）I12I1R1=10 R2 = 10 R3 = 10 现象：电流大的比电流小的液面高度差更大结论2：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量多。实验3：电流产生的热量Q与时间t的关系（直接从上两个实验中总结，对于同一个电阻，通电时间越长，液面上升得越高，高度差越大）结论3：在电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。三、焦耳定律 焦耳简介：焦耳（James Presco

7、tt Joule，18181889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。后来人们把这个关系叫做焦耳定律。（板书：三、焦耳定律）1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。（板书：1、内容：.）2表达式：Q = I2Rt（板书：2、表达式：Q = I2Rt）注意：（1）根据数学知识我们知道，只有当式中所有单位都为国际单位中的主单位时，比例系数才为1，所以使用时，必须统一单位：I-安（A)，R-欧()，t-秒(s)， Q-

8、焦(J).（2）焦耳定律是根据实验总结得出的，所以是电热的基本公式适用于一切电路（板书：注意：（1）统一单位 （2）适用范围：一切电路） 3. 理论推导：（板书：.） （焦耳定律是焦耳在大量实验基础上归纳总结得出来的规律，还需要理论上的支持，根据前面的知识我们知道电流通过导体以后发热，是因为电流做了功，功W=UIt，而如果是纯电阻电路，电流做了多少功就有多少电能转化为内能，也就是说，电流所做的功全部用来发热。再根据欧姆定律I=U/R，那我们能不能自己推导一下焦耳定律的表达式呢？）学生讨论推导。 纯电阻电路，电流所做功全部用来产生热量：QW W=UIt，且I=U/R 欧姆定律变形 U=IR Q=

9、W=UIt=IRIt=I2RtQ=I2Rt当堂练习例1：有一个小灯泡的电阻为8，2min内通过灯丝横截面积的电荷量是60C，则这段时间内产生的热量是多少焦耳？（老师讲解、演练）解：练习：一根60 的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内共产生多少热量？（学生上台演练）解：在纯电阻电路中，电流所做的功全部用来发热，所以电功等于电热，而非电阻电路就只有部分用来发热，那么电功与电热又是什么关系，我们一起来总结一下。4.电功与电热的关系纯电阻电路：电能全部转化为内能 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。W= Q = I2Rt = UIt = U2/R t = UQ电= Pt非纯电阻电路：电能只有一部分转化成内能 如：电风扇，电动机，洗衣机等。 W = E其他 + Q W = UIt = Pt W Q Q = I2Rt（板书：4、电功与电热的关系:纯电阻电路 W=Q 非纯电阻电路 WQ) 课堂小结：1.电流的热效应2.焦耳定律的内容以及公式3.电热的计算方法作业布置：1.阅读教材第六章第3节焦耳定律2.原创第70页到71页板书设计第3节 焦耳定律一、电流的热效应：实质：电能转化为内能2、 电流产生热量与什么因素有关猜想：R