1、第4節(jié)焦耳定律第1課時焦耳定律備課筆記明確課標(biāo)要求課題焦耳定律課型新授課教 學(xué) 目 標(biāo)知識與技能1 .知道電流的熱效應(yīng).2 .理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用過程與方法知道等效替代法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用情感、態(tài)度與 價值觀通過對焦耳生平的介紹，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的 決心和信心.教學(xué) 重點(diǎn)電流的熱效應(yīng)跟電阻、電流 和時間的關(guān)系的探究.教具 準(zhǔn)備學(xué)生電源、導(dǎo)線、開關(guān)、滑動變阻器、 電阻絲、燒瓶、溫度計(jì)、水、多媒體課件 等.教學(xué) 難點(diǎn)組織指導(dǎo)學(xué)生在探究過程 中認(rèn)真觀察、分析，并得出正確 的結(jié)論.教學(xué) 課時1課時0翔以辦課前且主學(xué)習(xí)課,、八 刖預(yù)習(xí)1.電流的熱效應(yīng)(1)電流

2、通過導(dǎo)體時將電能轉(zhuǎn)化為熱能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng) .只要啟電流通過導(dǎo)體，而且導(dǎo)體有一定的電阻，就會發(fā)生電流的熱效應(yīng)(2)電熱與電阻的關(guān)系：在 電流 相同的條件下,電能轉(zhuǎn)化成熱能時的電功率 跟導(dǎo)體的電阻成正比.2.焦耳定律(1)焦耳定律的內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成 正 比,跟通電時間成 正 比.(2)用公式表示 Q= I2Rt .步驟鞏固 復(fù)習(xí)教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一課時內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)(教師可針對性地挑選部 分難題講解)，加強(qiáng)學(xué)生對知識的鞏固.i備課筆記新課導(dǎo)入教師出示一些用電器的圖片，讓學(xué)生觀察，并提出問題：(1)比較它們有何不同？(2)燈泡發(fā)光一

3、段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？(3)電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機(jī)部分有什么感覺？為什么?學(xué)生討論、回答：燈泡發(fā)熱，電風(fēng)扇的電動機(jī)發(fā)熱iluE電電流的熱效應(yīng)師這節(jié)課我們就來研究一下電與熱的有關(guān)問題.5請大家觀察教材 P99圖18.4-1,圖中四個用電器通電時都會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 說明電流在工作過程中消耗的電能轉(zhuǎn)化成什么能了？生：會產(chǎn)生熱現(xiàn)象，說明電能轉(zhuǎn)化成熱能了.板書：電流通過導(dǎo)體時，電能要轉(zhuǎn)化成熱能，我們把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效 應(yīng).課外拓展：任何用電器，只要有 電阻存在，電流通過時都 會有熱效應(yīng)產(chǎn)生；如果電 阻為零(如超導(dǎo)體)，則沒 有電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生；如 果電阻很小，發(fā)

4、熱就不明 顯.教師總結(jié)：電熱的實(shí)質(zhì)是電能的轉(zhuǎn)化.電熱既是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，同時也 是電流做功的過程.但是對不同的用電器來說，在消耗相同的電能的情況下，電能轉(zhuǎn) 化為內(nèi)能的多少是不同的.比如電爐子、電飯鍋、電烙鐵等用電器的主要作用就是把 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而供人們利用，此時在不考慮能量損耗的情況下可以近似認(rèn)為 電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能；但是對于像電風(fēng)扇、電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)等用電器， 它們的主要目的不是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而是轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，所以此時消 耗的電能中，只有很少一部分電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，這時的熱效應(yīng)體現(xiàn)得不明顯.進(jìn)行新課電流的熱效應(yīng)是一種普遍現(xiàn)象；電流還有另外兩種效應(yīng)化學(xué)效應(yīng)和磁效

5、應(yīng)內(nèi)容應(yīng)用電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體會發(fā)熱 的現(xiàn)象電爐子、電熱卷、電熨斗.、電烤 箱等電流的化學(xué)效應(yīng)也流流及落流忖，會產(chǎn)生化學(xué) 反應(yīng)的現(xiàn)象工業(yè)生產(chǎn)中的也鍍電流的磁效應(yīng)導(dǎo)體中有電流流過時，周閾會 產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象電磁鐵、電磁罐電器等電流的三種效應(yīng)焦耳定律Q=I2Rt1.探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)(1)猜想：(教師引導(dǎo)鼓勵學(xué)生發(fā)言)生1:可能與電壓有關(guān)，因?yàn)殡妷涸酱?，電爐中產(chǎn)生的熱越多；生2:可能與電阻有關(guān)，因?yàn)殡姞t絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導(dǎo)線卻不太熱；生3:可能跟電流有關(guān)，因?yàn)槌Ｂ犝f，電流大容易引發(fā)火災(zāi)教師總結(jié)：電流、電壓和電阻三個量之間是有聯(lián)系的，明確了兩個量就可以再 確定另外一個

6、量，故我們研究電流、電阻與導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的關(guān)系就可以了.(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：(采用控制變量的方法)師請同學(xué)們觀察通電的電爐和相連的導(dǎo)線.生：電阻絲很快地發(fā)紅，與之相連的導(dǎo)線卻不太熱小組問題探討：1 .如何控制電流一定 時電阻的變化？2 .如何控制電阻一定 時電流的變化？3 .如何比較電流產(chǎn)生 熱量的多少？師電阻絲與導(dǎo)線是怎樣連接的？請就此提出一個值得探究的課題一一在電流相同時，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有什么關(guān)系？演示實(shí)驗(yàn)1:把兩個電阻不同的金屬絲串聯(lián)起來，放入裝有相同質(zhì)量煤油的兩 個燒瓶中，通電，觀察燒瓶中的溫度計(jì)的示數(shù).說說哪個燒瓶中產(chǎn)生的熱量多？可得出產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)？溫度計(jì)分析

7、結(jié)論：在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多演示實(shí)驗(yàn)2:用一個電阻來做，通過滑動變阻器改變通過電阻的電流，觀察燒 瓶中的溫度計(jì)的示數(shù).得出什么結(jié)論？分析結(jié)論：在電阻、通電時間相同的情況下，通過的電流越大，產(chǎn)生的熱量越 多.進(jìn)行新課演示實(shí)驗(yàn)3:用一個電阻來做，通過相同的電流，改變通電的時間，觀察燒瓶 中溫度計(jì)的示數(shù).得出什么結(jié)論？分析結(jié)論：在電阻、通過的電流相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越 多.說明：探究電熱因素的方案較多，學(xué)生提到的，都可盡量鼓勵學(xué)生大膽地去探 究.(3)怎樣理解實(shí)驗(yàn)所選器材的目的：實(shí)驗(yàn)時，選用的燒瓶要完全相同，里面所盛的煤油質(zhì)量也要相同，以使兩瓶中的煤

8、油吸收不同的熱量時，升高不同的溫度瓶中阻值不同的電阻絲也可分別用饃銘合金絲和銅絲燒瓶中，為什么要裝煤油？答：因?yàn)槊河偷谋葻崛菪。障嗤臒崃?，溫度變化明顯，從而使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 明顯，另外煤油不導(dǎo)電，還能防止漏電 .在實(shí)驗(yàn)中，為什么要將兩電阻絲串聯(lián)？答：由于影響電熱大小的因素有多個，所以必須采用控制變量法，才能探究某 一因素對電熱的具體影響.例如，探究電阻大小對電熱的影響時，必須控制電流和通 電時間相同，當(dāng)兩電阻絲串聯(lián)時，可以絕對保證電流大小和通電時間相同.由于實(shí)驗(yàn)中電流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量無法直接觀察，故采用轉(zhuǎn)化法，把放出 熱量的多少轉(zhuǎn)化為能直接觀察的溫度變化的多少.通電后電流在電阻絲上產(chǎn)生的熱

9、量越多，煤油上升的溫度越高，觀測溫度的變化情況，就可以定性比較電流產(chǎn)生熱 量的多少了 .(說明：當(dāng)然本實(shí)驗(yàn)還有很多轉(zhuǎn)化方案 升高的高度；或轉(zhuǎn)化為密閉空氣受熱膨脹使 為導(dǎo)體上用蠟均勻黏住的火柴棒掉下的數(shù)目等.例如，轉(zhuǎn)化為燒瓶中煤油受熱使煤油柱 U形管中紅色液柱出現(xiàn)高度差；或轉(zhuǎn)化 .注意用心體會吧！)進(jìn) 行 新 課2.焦耳定律師 英國物埋學(xué)冢焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn)于1840年最先精確地確定了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比的 結(jié)論，這與我們剛才得出的電熱與電流、電阻的關(guān)系是一致的，于是人們?yōu)榱擞涀?他，把這個規(guī)律叫做焦耳定律 .板書：公式：Q = I2R

10、t.單位：電流I 安培(A),電阻R歐姆(),時間t秒(s),熱量Q 焦耳(J).教師總結(jié)：運(yùn)用焦耳定律計(jì)算電熱時應(yīng)注意：(1)焦耳定律公式 Q = I2Rt,是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來，只要用電流通過導(dǎo)體，都可 以用它來計(jì)算所產(chǎn)生的熱量.(2)公式中各物理量都是對同一段電路或同一導(dǎo)體而言的，也是對應(yīng)于同一狀態(tài)的.Eaaad純電阻電路中利用q = U_t求電熱R師像剛才接電爐的電路中，電流工作時將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，這樣的電路叫純電阻電路.初中我們所研究的電路，大部分是純電阻電路，如電燈、電阻的電路.而電風(fēng)扇所在的電路，電流工作時，消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，大部分轉(zhuǎn) 化為機(jī)械能，這樣的電路為非純電

11、阻電路.消耗的電能 W與產(chǎn)生的電熱 Q之間的關(guān)系：(1)純電阻電路中，消耗的電能 W等于產(chǎn)生的電熱 Q;(2)非純電阻電路中，消耗的電能W大于產(chǎn)生的電熱 Q.板書：在純電阻電路中，Q=W=Pt= I 2Rt =U-t R師請大家看教材P101想想議議»,分析討論.學(xué)生討論后回答.教師總結(jié)：額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多.因?yàn)闊襞莸碾娐肥羌冸娮桦娐?，所以有Q=W=Pt=U-t,當(dāng)電壓一定時，R電阻越小，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多.而用焦耳定律比較兩個電阻在單位時間內(nèi)產(chǎn) 生的熱量的多少時，其前提條件是流過兩個電阻的電流相同.二者并不矛盾，是兩者的前提條

12、件/、同.對于焦耳定律的理解，教師應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)公式適用的條件，而不能片面地利用數(shù) 學(xué)知識去討論.對于焦耳定律可從兩點(diǎn)加深理解：在時間、電壓相同時，由Q=U-tR可知電阻越小，產(chǎn)生的熱量越多；在時間、電流相同時，由Q=I2Rt可知，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多.知識拓展：兩類用電器.(1)純電阻用電器：電 流通過導(dǎo)體時將電能全 部轉(zhuǎn)化為熱能的用電器， 如電飯煲、電爐等單純用 來加熱的用電器.(2)非純電阻用電器： 電流通過導(dǎo)體時只有部 分電能轉(zhuǎn)化為熱能的用 電器，如電風(fēng)扇、電視機(jī) 等用電器在工作時，除部 分電能轉(zhuǎn)化為熱能外， 大 部分電能會轉(zhuǎn)化成其他 形式白能.備課筆記【例1】 冬天，王剛同學(xué)使用電熱

13、毯時發(fā)現(xiàn)電熱毯有高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)?，于是?設(shè)計(jì)了電熱毯的模擬電路圖甲和圖乙(電熱絲相當(dāng)于電熱毯內(nèi)部發(fā)熱電阻)11甲乙(1)圖甲中有定值電阻 Ri (置于電熱毯外部)，電熱絲R2,請說明要使電熱毯 處于低溫?fù)?，開關(guān) Si、S2應(yīng)處于什么狀態(tài)？并寫出低溫?fù)鯐r電熱毯發(fā)熱電功率的表 達(dá)式.(2)圖乙中有兩根電熱絲 R2、R3,請說明要使電熱毯處于高溫?fù)?，開關(guān)Si、S2應(yīng)處于什么狀態(tài)？并寫出高溫?fù)鯐r電熱毯發(fā)熱電功率的表達(dá)式(3)請指出你認(rèn)為其中較好的電路，并說明理由 分析：所謂“擋位”問題，通常是在電壓不變的情況下，通過改變電路電阻， 從而改變用電器的電功率，所以常用公式P=U2來判定，R越大，P越小，是

14、低擋位；R越小，P越大，是高擋位.解：(1) Si閉合，&斷開；2U2R= I2R2 2(R RJ2低溫?fù)鯐r電熱毯的發(fā)熱功率：(2) Si、&均閉合；高溫?fù)鯐r電熱毯的發(fā)熱電功率：卬(3)較好的電路是乙，因?yàn)樵诩纂娐分?，Ri置于電熱毯外部，低溫?fù)鯐r Ri要發(fā)熱，浪費(fèi)電能.特別提醒：解答此類問題時要正確選用公式 .在串聯(lián)電路中，電流相等，一般選 用公式P=I2R;在并聯(lián)電路中，電壓相等，一般選用公式P=U：.教 學(xué) 板 書也與她電流的熱城應(yīng)電流通過導(dǎo)體時，也說要轉(zhuǎn)化成熱能才.4探究 電流產(chǎn)生的熱量月哪些困前有關(guān)焦耳定律i 1f 3公式o=r/tt純電阻電路中利用。二，"F

15、求電熱課堂小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電熱產(chǎn)生的原因，影響電熱產(chǎn)生多少的因素，焦耳定律，以 及純電阻電路中電熱的計(jì)算等知識.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時我們一定要有控制變量的思想，在說明一個物理量與另一個物理量之間關(guān)系時，一定要強(qiáng)調(diào)其條件，是在什么量不變的 情況下才有這樣的關(guān)系，使自己的敘述更加嚴(yán)密課堂析疑解難備課筆記教 材 習(xí) 題 解 答想想議議（P101）額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生 的熱量越多.可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多.二者似乎有 矛盾，這是怎么回事？解：燈泡是純電阻，根據(jù)公式 Q = Ult ,在電壓和通電時間相同的條件下，當(dāng)R然是電阻越小，電

16、熱越多；而焦耳定律Q=I2Rt中，電阻越大，電熱越多的前提條件是電流和通電時間相同.兩者前提條件各不相同，結(jié)論自然不同，所以這兩者實(shí)際 并不矛盾.動手動腦學(xué)物理（P102）1 .某導(dǎo)體的電阻是 2a ,通過2A的電流時，1mIn產(chǎn)生多少焦耳的熱量？解：Q= 12 Rt = （2A） 2X2Q X60s=480J.2 .一只額定功率是 450W的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少熱量？解：Q=W=Pt=450W X1X60s=2.7M04J.3.一只電烙鐵的額定電壓是 220V,在額定電壓下工彳時的電阻是1210Q ,它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10mIn產(chǎn)生多少熱量？22解：額定

17、功率 P= _ =L_L =40W,產(chǎn)生的熱量 Q=W=Pt=40WX 10X 60s=2.4X 104J.【例2】 某電熱器有兩根電阻絲，只給一根通電，煮沸一壺水用的時間為前;只給另一根通電，煮沸同樣一壺水用的時間為t2.若兩根電阻絲并聯(lián)接到原來的電源上，煮沸同樣一壺水需用的時間為t,則（）Ar 1 1 1八rA.t=ti + t2B.C.t>t1D.t>t2t t1 t2解析：若只有一根電阻絲工作，則其發(fā)熱功率為P =U2,燒開一壺水電阻絲R1難題解答產(chǎn)生的熱量為Q1 =U：t1；若只有另一根電阻絲工作,R1則其發(fā)熱功率為p2 =U2,燒R2開一壺水電阻絲產(chǎn)生的熱量為 Q2 =

18、Uj t2 ；若它們并聯(lián)接到原來的電源上，則發(fā)熱22功率為p =L + C ,燒開一壺水電阻絲產(chǎn)生的熱量為R1R2Q = f_+ U 1Q1 +旦t ,化簡得1 =1 +.故正確答案為 B.RR2 ) M t2 )t t1t2答案：B 課后達(dá)標(biāo)檢測布置作業(yè)：教師引導(dǎo)學(xué)生課后完成本課時對應(yīng)練習(xí)，并預(yù)習(xí)下一課時內(nèi)容圖1血課后教學(xué)反思教 學(xué) 反 思1 .本節(jié)課的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)從生活走向物理，從物理走向社會的基本理念，注重科 學(xué)的探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣2 .根據(jù)學(xué)生實(shí)際和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過學(xué)生的觀察和生活經(jīng)驗(yàn)，提 出問題，進(jìn)行分析，共同歸納總結(jié).教學(xué)中應(yīng)該充分地相信學(xué)生，給學(xué)生活動的空間， 真正的讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，在實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)生也可能提出許多問題.教學(xué)中一定要發(fā)揮學(xué)生的主體作用，尤其是在大力提倡科學(xué)探究的今天.在教學(xué)過程中要讓學(xué) 生參與討論，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與思維分析能力，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能 力，并將所學(xué)到的知識與實(shí)際相聯(lián)系，使學(xué)生達(dá)到學(xué)以致用3 .這是一節(jié)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用課，其中的理論需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出的理論又要在生活中 加以印證，所以該課的內(nèi)容多，需要教師及時轉(zhuǎn)換的角色也多(1)實(shí)驗(yàn)的猜想既要注意挖掘?qū)W生的不同觀點(diǎn)，又要