资源简介

第4节　焦耳定律
知识与技能：
1．知道电流热效应的现象及能量的转化。
2．通过探究影响电流热效应的因素，理解焦耳定律的内容，能够利用焦耳定律公式进行简单的计算。
3．会利用焦耳定律解释一些生活中的现象。
4．举例说出生活中利用电热的实例，了解电热的危害和防止方法。
过程与方法：
通过实验探究，培养学生的动手探究的能力和理论分析的能力，体会运用控制变量法和转换法进行实验。
情感、态度与价值观：
通过学习能够把所学知识应用到实际生活中去，树立学好科学文化知识为社会服务的观念。
重点：电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系。
难点：电热大小的影响因素的猜想和实验设计。
多媒体课件、5 Ω(3个)和10 Ω的电阻丝、U形管、密闭容器2个。
一、情景导入
多媒体展示图片：常见的各种用电器。
同学们想一想，这些用电器通电后共同的现象是什么呢？(学生回答：发热)
这些热量都是通过电能得来的，电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。本节我们就来学习有关电热的知识。
多媒体展示电扇、电炉、灯泡图片，提问学生回忆家中这三种用电器通电一段时间后用手靠近它们(不接触)时的感受。(学生回答：电风扇无明显变化，电炉丝很热，灯泡有些热)
为什么都是用电器，而且都接在家庭电路中，它们产生的热量会有这么大的差别呢？学习了本节内容，同学们就会明白其中的道理。
二、合作探究
　电流的热效应
当把电炉丝接入电路时，连接的导线和电炉丝是串联的，为什么电炉丝热得发红而导线却不怎么热呢？电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关？
(1)探究电热与电阻大小的关系：
两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。如图甲所示，两个容器中都有一段电阻丝，将两容器中的电阻丝串联起来接到电源的两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一段时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。
　　　　
(2)探究电热与电流大小的关系：
两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。如图乙所示，两个密闭容器中的电阻丝阻值一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻丝和这个容器内的电阻丝并联，因此通过两容器中电阻丝的电流不同。在通电时间相同的情况下，比较两个U形管中液面高度的变化。
同学们交流讨论观察到的两个实验中的实验现象，并讨论由看到的实验现象能说明什么？你能得出什么结论？
电流通过电阻产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，这个电阻产生的热量越多。
　焦耳定律
英国物理学家焦耳做了大量实验，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。
焦耳定律的内容：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。
如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为Q＝I2Rt。
当电流做的功全部转化为内能时，Q＝W；由W＝UIt和U＝IR可得Q＝W＝I2Rt。
　电热的利用和防止
1．电热的利用
多媒体展示图片：
电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
2．电热的防止
多媒体展示图片：
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高，如：电视机的后盖有很多孔，这是为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等。
第4节　焦耳定律
—
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，自然地导出电流的热效应；然后通过通电相同时间，电风扇、电炉和灯泡的发热程度不同，让学生猜想电流产生热量多少的影响因素，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，又运用电能转化和欧姆定律推导出了公式Q＝I2Rt，这对启发学生从实验和理论两方面来学习、探究物理问题也有一定的作用。

展开更多......

收起↑