资源简介

第4节　焦耳定律
物理观念:知道电流的热效应,理解焦耳定律;知道电热器的原理及构造,了解电热的利用和防止。
科学思维:能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象;能应用焦耳定律公式进行简单的计算。
科学探究:基于生活经验和实验观察,了解电热的影响因素,归纳总结得出焦耳定律。
科学态度与责任:体会物理来源于生活又应用于生活的理念。
教学重点:焦耳定律的理解与应用。
教学难点:焦耳定律的理解与应用。
教师准备:开关、导线、镍铬合金丝、电流表、U形管、电源、教学课件等。
教学环节 设计意图
一、创设情境　导入新课 播放视频《2008年南方雪灾》,2008百年一遇的雪灾席卷整个南方,电线上结了厚厚的冰,杆倒线断,给人们的生活带来了很多不便,造成直接经济损失1 516.5亿元人民币。此后科技人员攻关研究出“直流融冰”新技术,对冰熔化。你知道这种新技术的基本物理原理吗 引出课题《18.4　焦耳定律》 创设情境,激发学生学习兴趣和探索欲望
二、新课讲解　探究新知 探究点一　电流的热效应 (一)电流的热效应 [小组合作学习] 阅读课本第120页,回答以下问题。 ①什么是电流的热效应 ②举例说明生活中哪些用电器利用了电流的热效应 学生:①电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫作电流的热效应。 ②电烤箱、电炉、电饭锅、电热毯等都利用了电流的热效应。 (二)焦耳定律 [演示实验] 给电炉丝通电,学生观察现象。 提出问题:电炉丝发红,说明产生热量较多;与之相连的导线并没有发红,说明产生的热量较少。电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关 [演示实验] 电热与电阻、电流的关系 (1)如图甲,两个密闭容器中都有一段电阻丝,右边容器中电阻丝的电阻比较大。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两段电阻丝的电流相同,通电相同的时间,观察U形管液面的高度变化。 (2) 如图乙,两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大,在其中一个容器的外部,将另一段电阻丝与容器内的电阻丝并联,因此通过两个容器中电阻丝的电流不同。闭合开关,通电相同的时间,观察U形管液面的高度变化。 学生观察实验现象,小组讨论交流实验结论。 [归纳] (1)在电流相同、通电时间相同的情况下,一段电阻丝的电阻越大,这段电阻丝产生的热量越多。 (2)在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一段电阻丝的电流越大,这段电阻丝产生的热量越多。 小组合作学习,体现学生学习主体地位 通过实验,引导学生观察现象,提出问题
教师:从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热的多少跟导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年英国物理学家焦耳就确定了它们的关系,得到了焦耳定律。阅读课本第121页的内容,回答下列问题: (1)焦耳定律的内容。 (2)焦耳定律的表达式 各个物理量的单位 [归纳] (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)公式:Q=I2Rt。 公式中热量Q的单位是焦耳(J),电流I的单位是安培(A),电阻R的单位是欧姆(Ω),通电时间t的单位是秒(s)。 [点拨] ①当电流通过某些用电器时,电能全部转化为内能,电流产生的热量等于消耗的电能,即Q=W=UIt=I2Rt=t。 ②当电流通过电风扇、电动车、电脑这些用电器时,电能主要转化为其他形式的能,只有少部分能量转化为内能,此时Q(3)有时电热会给我们造成什么危害 我们又是如何防止的呢 学生:烧坏用电器,引起火灾。电视机的后盖有很多孔,就是为了通风散热,使用时一定要把防尘布罩拿开;电脑里安装了微型风扇,把热吹走。 学生交流后,教师用课件进行展示。 自主学习,教会学生自觉主动学习,体现学生学习主体
三、归纳概括　课堂小结 学生对本节课的知识进行回顾,交流本节课有什么收获。教师对同学的发言进行点评总结。 培养学生归纳总结的意识和能力
18.4　焦耳定律
一、电流的热效应
1.定义:电流通过导体时电能转化成内能的现象
2.电流通过导体时产生热量的多少跟电流、电阻、通电时间有关
二、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.公式:Q=I2Rt。
3.推导公式:Q=t=UIt适用于纯电阻电路
4.电功W与电热Q:纯电阻电路中Q=W;非纯电阻电路中Q三、电热的利用和防止
1.利用:电热器等
2.防止:散热器等
1.必做题:练习与应用1~7题。
2.选做题:电热器工作时将电能转化为内能,根据实际需要往往要设计不同挡位。电热器的高低挡指的是不同“功率”,电功率大的为高挡位,电功率小的为低挡位。在电源电压不变的情况下,通过改变电路的总电阻从而改变用电器的总功率,实现高、中、低挡位之间的转换,一般情况是通过电阻短路或改变电路连接方式等方法实现。调查了解多挡位电热器的电路有哪些情况,分别画出电路图,并分析各是怎样转换挡位的。
　　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。本节课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,自然导出电流的热效应。然后通过电炉丝和导线相同时间产生热量不同,探究电热与电阻、电热与电流的关系,为了使学生加深对焦耳定律的认识,又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt和Q=t,启发学生从实验和理论两方面来理解焦耳定律。整堂课坚持以学生为主体、教师为主导的教学思想,坚持以学生为学习的主体,给学生更多活动的空间,学生真正参与讨论交流,真正让学生成为学习的主人,充分调动学生学习的积极性,培养学生解决问题的能力,并将所学到的知识与实际相联系,使学生达到学以致用。

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