第第頁(yè)教科版初中物理九年級(jí)上6.3焦耳定律教案6.3焦耳定律

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解焦耳定律，記住焦耳定律的計(jì)算公式并能應(yīng)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。

2.了解電流熱效應(yīng)的廣泛性知道改變電熱的方法。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

重點(diǎn)：理解焦耳定律

難點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出電流的熱效應(yīng)跟電阻、電流、時(shí)間之間的關(guān)系。

【教學(xué)方法】

講解法，集體討論法。

【教學(xué)過(guò)程】

新課導(dǎo)入：在我們生活中，用電器通電后都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電器的整體溫度會(huì)升高。利用這種現(xiàn)象，制造出了許多生活電器：電爐、電慰斗、電飯煲、電暖氣等，這些家用電器的共同特點(diǎn)是什么？

新課講授：

知識(shí)點(diǎn)1：電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)

什么是電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象，叫做電流的熱效應(yīng)。產(chǎn)生的熱量叫做電熱。

想一想：電流通過(guò)導(dǎo)體或用電器都會(huì)產(chǎn)生熱量，其產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)呢？

猜想：電熱可能跟電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)

演示一：在通電電流和時(shí)間相同的條件下，研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系

當(dāng)電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量會(huì)使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高。

探究方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法

演示二：在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系

控制不變的量是：電阻、通電時(shí)間；

現(xiàn)象：電流較大的這邊的液柱上升較高；

結(jié)論：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。

知識(shí)點(diǎn)2：焦耳定律

焦耳定律：電流通過(guò)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(shí)間成正比。

公式：Q=I2Rt

其中：Q—導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，單位焦（J)

I—通過(guò)導(dǎo)體的電流，單位安（A)；

R—導(dǎo)體電阻，單位歐（Q)；

t—通電時(shí)間，單位秒（s)

知識(shí)點(diǎn)3：電流熱效應(yīng)的利用危害

電熱的利用：

電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。

利用電流熱效應(yīng)工作的電器叫作電熱器。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體-電阻絲。

電熱的危害：很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。溫度過(guò)高會(huì)對(duì)電器帶來(lái)危害，如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。

缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，電線老化，影響用電器使用壽命。

想一想：電流通過(guò)導(dǎo)體或用電器都會(huì)產(chǎn)生熱量，其產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)呢？

課堂練習(xí)：

1．如圖所示電路中，已知R1＞R2，電源電壓U保持不變，在相同的時(shí)間內(nèi)四個(gè)電路中總共放出的熱量最多的是（）

A．B．

C．D．

【解答】解：兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，總電阻等于各分電阻之和，總電阻越串越大，大于任何一個(gè)分電阻；

并聯(lián)時(shí)，總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，總電阻越并越小，小于任何一個(gè)分電阻；

由題知，R1＞R2，所以四個(gè)選擇中電路的總電阻關(guān)系為RB＞RC＞RD＞RA；

電源電壓U和通電時(shí)間t相同，根據(jù)Q＝W＝t可知，總共放出的熱量關(guān)系為QA＞QD＞QC＞QB。

故選：A。

2．如圖，2只相同的燒瓶，瓶寒上各插入1支溫度計(jì)，瓶?jī)?nèi)裝有電阻絲，電阻絲的阻值分別為R1、R2；在2只燒瓶中裝入煤油或水，兩電阻絲接入相應(yīng)電路，無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)是（）

A．探究Q與I、R、t的關(guān)系時(shí)，燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且串聯(lián)，探究電熱與電阻大小的關(guān)系

B．探究Q與I、R、t的關(guān)系時(shí)，燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且并聯(lián)，探究電熱與電流大小的關(guān)系

C．燒瓶中分別裝入等質(zhì)量的水和煤油，若R1＝R2且串聯(lián)，比較水和煤油的吸熱能力

D．燒瓶中分別裝入等質(zhì)量的水和煤油，若R1＝R2且串聯(lián)，粗略測(cè)量煤油的比熱容

【解答】解：A.要探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，應(yīng)控制電流相同、通電時(shí)間相同、液體的質(zhì)量、種類相同，而電阻的大小不同，所以當(dāng)燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且串聯(lián)時(shí)，可以探究電熱與電阻大小的關(guān)系，故A可以完成；

B.要探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系”，應(yīng)控制電阻相同、通電時(shí)間相同、液體種類和質(zhì)量相同，而電流的大小不同，所以當(dāng)燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且并聯(lián)，不能探究電熱與電流大小的關(guān)系，故B無(wú)法完成；

C.在探究水和煤油的吸熱能力時(shí)，采用的是控制變量法，需要控制水和煤油的質(zhì)量和初溫相同，實(shí)驗(yàn)中需要將阻值相同的兩電阻絲串聯(lián)，這樣保證電熱絲在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同，通過(guò)比較升高的溫度來(lái)比較水和煤油的吸熱能力，故C可以完成；

D.若R1＝R2且串聯(lián)，兩電阻的電流和電阻相同，根據(jù)Q＝I2Rt知在相同時(shí)間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量相同，可以讓相同質(zhì)量的水和食用油吸收相同的熱量，則能粗略測(cè)量食用油的比熱容，故D可以完成。

故選：B。

3．一只電熱水壺有兩根電阻絲，其阻值R1＞R2，現(xiàn)在把這只電熱水壺接入照明電路中將一壺水加熱至沸騰，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．只接入電阻絲R2，所用時(shí)間最短

B．將兩根電阻絲串聯(lián)后接入電路中時(shí)，所用時(shí)間最短

C．將兩根電阻絲并聯(lián)后接入電路中時(shí)，所用時(shí)間最短

D．兩根電阻絲無(wú)論串聯(lián)和并聯(lián)，所用時(shí)間都相等

【解答】解：電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān)；分析各連接方式可知：兩電阻串聯(lián)時(shí)電路電阻最大，并聯(lián)時(shí)電阻最??；電源電壓不變，由Q＝W＝t可知，放出相同的熱量時(shí)，兩電阻并聯(lián)時(shí)所用時(shí)間最短，兩電阻串聯(lián)時(shí)所用時(shí)間最長(zhǎng)，故C正確。

故選：C。

4．下列事例，屬于防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害的是（）

A．電熱孵化器孵小雞B．電熱水壺?zé)?/p>

C．電熨斗熨衣服D．電腦防熱風(fēng)扇

【解答】解：

A.用電熱孵化器孵小雞，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故A不符合題意；

B.使用電熱水壺?zé)?，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故B不符合題意；

C.用電熨斗熨衣服，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故C不符合題意；

D.啟動(dòng)電腦防熱風(fēng)扇可給電腦降溫，是為了防止電熱產(chǎn)生危害，故D符合題意。

故選：D。

課堂小結(jié)：

焦耳定律

1.內(nèi)容：電流通過(guò)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(shí)問(wèn)成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律

2.公式：Q=I2Rt

3.單位：公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆（9）

通過(guò)的時(shí)間t的單位要用秒（s）這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）。

作業(yè)布置：

【板書設(shè)計(jì)】

第3節(jié)焦耳定律

一、電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)

1.電流的熱效應(yīng)：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)角的現(xiàn)象

2.電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)

電流、電阻、通電時(shí)間

二、焦耳定律

1.內(nèi)容電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比跟導(dǎo)體的電阻成正比跟通電時(shí)間成正比

2.公式：Q=I2Rt

三、電流熱效應(yīng)的利用與危害

1.利用：電熱水器、電飯鍋等

2.防止

【課后反思】

串、并聯(lián)電路中的焦耳定律

對(duì)于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），這時(shí)以下公式均成立Q=UIt，

Q=t，Q=P