资源描述
18.4焦耳定律
一、 教材分析
焦耳定律是在学生学习了欧姆定律和电功率相关的内容后学习的定律，有一定的实验技能和理论基础，现在学习焦耳定律较容易，教材在电功、电功率之后安排焦耳定律，符合学生的认知规律。
另外焦耳定律是初中物理电学的重要定律之一，是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现，本节由“电流的热效应、焦耳定律和电热的利用与防止”三部分组成，研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系。
焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。教学中，做好实验及分析实验现象是关键。
二、教学目标
知识与技能：
1．能通过生活实例（图片展示），认识电流的热效应。
2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。
3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。
过程与方法：
经历科学探究过程，了解控制变量的物理方法。
情感态度价值观：
会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题，培养实验探究能力和和逻辑思维能力。
三、教学重难点
重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。
难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
四、教学手段
多媒体展示、实验探究、小组合作
五、 板书设计
第十七单元第四节
一、 电流的热效应 二、焦耳定律
1、 内容 2、公式
三、电热的利用与防止
六、 教学过程
教学
环节
教师活动
学生活动
说 明
引入
新课
问题一：说出下列各用电器的能量转化，电动机、电灯发光、电视机工作……。
当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？这是什么原因？
学生说出常见用电器工作过程中能量的转化---发热。
电流通过导体时电能转化成内能。
创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
联系实际，引入新课。
知识
建构
电流的热效应
多媒体投影图片：电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电铬铁……
这些用电器工作时有什么共同特点？
一、提出问题
电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？
问题二：
演示一：
导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？
演示二：
同样的电炉用一条较细的导线，工作一会断电两个电炉线有什么不同，说明什么？
二、猜想与假设
你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？
引导学生猜想出
电流的热量与电阻、电流大小和通电时间多少有关
三、设计实验
如何设计实验？如何比较产生热量的多少？设计实验数据记录表格
要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系
电流相同时
电阻R/Ω
R1
R2
电流I/A
产生热量（多/少）
要研究电流通过电阻产生热量与电流大小的关系
电阻相同时
电阻R/Ω
R1
R3
电流I/A
产生热量（多/少）
四、进行实验
实验一：
观察本实验装置，思考：
1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？
2．两电阻为什么要串联？
3．如何比较电流通过电阻放出热量？
电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。
分析实验数据，可以得到什么结论？
实验二
1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？
2．右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？
3．如何比较电流通过电阻放出热量？
电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。
分析实验数据，可以得到什么结论？
五、分析论证，得出结论
两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻？
推论：
电流通过电阻产生热量多少与
通电时间关系？
阅读教材
焦耳定律
英国科学家做了大量实验于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。
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，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。
例题：一电热水器电阻丝的阻值为60Ω，正常工作时的电电压是36V，工作5min放出的热量为多少J ？
练习：一取暖器接在220V，正常工作时的电阻8Ω，工作10min放出的热量是多少？
电热的利用和防止
师生相互举例：
利用和防止的例子
学生总结：
这些用电器工作时都是把电能转化成内能。
（得出电流的热效应的概念）
学生结合生活实际进行猜想:
电热的大小可能与导体的电阻有关、电流、电压、电阻、通电时间……
学生举例证明猜想的合理性。
学生讨论：
实验时要控制电路中的电流相等，改变电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。R1<R2
实验时要控制电路中的电阻相等，改变电流，比较在相同时间内放出热量的多少。
R1=R3<R2
观察实验装置讨论得出：
1．本装置研究电热与电阻的关系。
2．电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。
3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。
结论：
在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。
观察实验装置讨论得出：
1．本装置研究电热与电流的关系。
2．使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等
3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。
结论：
在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。
总结：
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，电流通过电阻产生热量越多。
推论：
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，电流通过电阻产生热量越多。
阅读教材
理解焦耳定律的内容，记住公式。
计算本题中的电热：
I=U/R=36v/60Ω=0.6A
Q=I2Rt=（0.6A）2×60Ω×300s=6480J
练习
分成两类
利用电热的有：电熨斗、取暖器、电饭锅等。
防止电热的有：电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等
培养学生总结问题的能力。
由生活现象培养学生发现问题并提出问题的能力。
培养学生合理猜想，并分析猜想的合理性。学会排除不合理猜想。
学会设计实验
利用设计实验
（一） 控制变量的方法
探究问题和实验的能力。
利用设计实验
（二） 转换的方法
把不易观察的量转换为易观察的现象。
学会表格的设计：
数据记录表格
学会观察讨论得出思考问题结果
会根据实验数据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论。
学会观察讨论得出思考问题结果
会根据实验数据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论。
自主学习“授人以鱼，不如授人以渔”
利用焦耳定律进行简单计算，培养学生利用公式解决实际问题的能力，进一步熟悉公式。
利用焦耳定律解决实际问题。
学以致用
课堂
训练
教材102页1到6
学生练习
师：指导
生：练习
及时发现问题解决
课堂
小结
1．电流的热效应与哪些因素有关？
2．焦耳定律
3．电热的利用 防止
梳理本节课知识内容，学生根据问题逐个回忆本节课的内容，形成一个知识体系。
培养学生总结归纳的能力
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