歐姆定律教案高中

《焦耳定律》教案。

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《焦耳定律》教案

一、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
了解電流的熱效應(yīng);知道導(dǎo)體中產(chǎn)熱的多少與電流、電阻和時(shí)間有關(guān)。
【過程與方法】
通過參與觀察、分析和討論演示實(shí)驗(yàn)的過程，提高觀察、分析的能力，體會(huì)控制變量法的思想方法。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
通過科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)家在研究問題時(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和鍥而不舍的精神。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
電流熱效應(yīng)的概念;探究影響電流熱效應(yīng)的因素。
【難點(diǎn)】
控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
教師提出問題：同學(xué)們有沒有注意過我們生活中的用電器在用了一段時(shí)間之后就會(huì)發(fā)熱，比如將手靠近燈管的時(shí)候就會(huì)感受到熱，還有一些用電器就是利用發(fā)熱來工作的，比如電飯煲，這種現(xiàn)象該怎么解釋呢?引出電和熱之間的關(guān)系，導(dǎo)出課題。
環(huán)節(jié)二：新課講授
1.電流的熱效應(yīng)的概念：
根據(jù)導(dǎo)入的例子，教師進(jìn)行講解電流的熱效應(yīng)的概念，接著拋出另一個(gè)問題：通過導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生的熱量的多少與什么因素有關(guān)呢?
2.導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流及時(shí)間之間的關(guān)系。
學(xué)生猜想與導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間以及電流有關(guān)。
師生共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
①驗(yàn)證與電阻的關(guān)系：兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，封在兩個(gè)容器中的兩個(gè)不同阻值的電阻組成串聯(lián)電路，保證電流相同;通電一定時(shí)間后，比較兩個(gè)U形管中液面高度的變化，同時(shí)觀察其中一個(gè)容器中液面隨時(shí)間變化情況。
得到結(jié)論：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。電阻一定，電流一定的條件下，時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。
①驗(yàn)證與電流的關(guān)系：兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部，將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，因此通過兩容器中電阻的電流不同。在通電時(shí)間相同的情況下，觀察兩個(gè)U形管中液面高度的變化。
得到結(jié)論：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。
師生共同總結(jié)上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論并體會(huì)控制變量法在探究“影響因素”類問題中的應(yīng)用。
環(huán)節(jié)三：鞏固提高
學(xué)生說一說生活中哪些用電器是利用電阻來發(fā)熱的。
環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)
小結(jié)：師生共同回顧所學(xué)知識(shí)。
作業(yè)：預(yù)習(xí)“焦耳定律”的內(nèi)容，搜集有關(guān)焦耳的故事。www.lvshijia.net

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初三物理焦耳定律教案

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物理教案－焦耳定律

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)
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.

能力目標(biāo)
知道科學(xué)研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用方法.

情感目標(biāo)
通過對(duì)焦耳生平的介紹培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的信念.

教學(xué)建議

教材分析
教材從實(shí)驗(yàn)出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生能更好地體會(huì)的一些科學(xué)研究的方法，避免了一開始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)生造成理解的困難和對(duì)純電阻電路的理解的困難.在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服.同時(shí)啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識(shí).

做好實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課的關(guān)鍵.

教法建議
本節(jié)課題主題突出，就是研究電熱問題.可以從電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量入手，可以舉例也可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身體驗(yàn).然后進(jìn)入定性實(shí)驗(yàn).

對(duì)焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)生對(duì)電流平方成正比不易理解，可以通過一些簡單的數(shù)據(jù)幫助他們理解.推導(dǎo)中應(yīng)注意條件的交代.定律內(nèi)容清楚后，反過來解決課本中在課前的問題.

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

提問：

(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？

(2)電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺？為什么？

學(xué)生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).

引入新課

(1)演示實(shí)驗(yàn)：

1、介紹如圖9-7的實(shí)驗(yàn)裝置，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各裝一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，串聯(lián)起來，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里會(huì)上升，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產(chǎn)生的熱量.

2、三種情況：
第一次實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時(shí)間相同，甲瓶相對(duì)乙瓶中的電阻較大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

第二次實(shí)驗(yàn)：在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，加大電流，重做實(shí)驗(yàn)，讓通電的時(shí)間與前次相同，兩次實(shí)驗(yàn)比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

第三次實(shí)驗(yàn)：如果加長通電的時(shí)間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.

（2）焦耳定律

英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)于1840年最先精確地確定電流通過導(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(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律.

焦耳定律可以用下面的公式

表示：Q=I2Rt

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

例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量.

解：I=U/R=36V/60Ω=0.6A

Q＝I2Rt＝(0.6A)260Ω300s＝6480J

在一定的條件下，根據(jù)電功公式和歐姆定律公式推導(dǎo)出焦耳定律公式如果電流通過導(dǎo)體時(shí)，其電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所作的功全部用來產(chǎn)生熱量.那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于電流做的功W，即Q=W.W=UIt，根據(jù)歐姆定律U=IR推導(dǎo)出焦耳定律Q=I2Rt，

(3)總結(jié)

在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比.

在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.

探究活動(dòng)

【課題】“焦耳定律”的演示

【組織形式】學(xué)生分組或教師演示

【活動(dòng)方式】
1．提出問題

2．實(shí)驗(yàn)觀察

3．討論分析

【實(shí)驗(yàn)方案示例】

1．實(shí)驗(yàn)器材：干電池四節(jié)，玻璃棒，若干電阻絲，蠟燭，火柴棒．

2．制作方法

把同一根電阻絲分別繞在玻璃棒的兩端，繞線匝數(shù)比例為1∶8，兩線圈相距5ｃｍ左右，然后在這兩個(gè)線圈上滴上同樣多的蠟，使線圈被蠟均勻地包住．點(diǎn)著火柴立即吹滅，靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個(gè)線圈上，如圖1所示．

圖1

3．實(shí)驗(yàn)步驟

（1）用兩節(jié)干電池給玻璃棒上的電阻絲通電，可看到匝數(shù)多的線圈（電阻大）上的火柴桿比匝數(shù)少的線圈（電阻?。┥系幕鸩駰U先掉．這就表明：在電流強(qiáng)度和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量就越多．

（2）經(jīng)過較長時(shí)間后，匝數(shù)少的線圈（電阻?。┥系幕鸩駰U也會(huì)掉下來．這就說明：通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多．

（3）用四節(jié)電池（增大電源電壓）重做上述實(shí)驗(yàn)，可看到兩根火柴桿都先后很快掉下來．在線圈的溫度不太高時(shí)，可認(rèn)為總電阻不變，電壓增大時(shí)，通過它們的電流增大．這就表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．

焦耳定律教案示例

焦耳定律教案示例

(一)教學(xué)目的

1.知道電流的熱效應(yīng)。

2.在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引出焦耳定律。

3.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用。

(二)教具

如圖的實(shí)驗(yàn)裝置一套(比課本上圖9梍7的實(shí)驗(yàn)裝置多用一個(gè)乙瓶和一塊電流表)。

(三)教學(xué)過程

1.引入新課問:(

l)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后,用手觸摸燈泡,有什么感覺?為什么?(

2)電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后,用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺?為什么?學(xué)生回答:發(fā)燙。是電流的熱效應(yīng)。

再通過課本本節(jié)開始的?和圖1,引入新課。

2.進(jìn)行新課:

①介紹如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置,告訴學(xué)生RARB,RB=RC,通電后,IA=IB,IBIC(從電流表的示數(shù)可知道I的數(shù)值)。

②問:該實(shí)驗(yàn)的目的是什么?(研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān))

③問:該實(shí)驗(yàn)的原理是什么?觀察什么?向?qū)W生講述:當(dāng)電流通過電阻絲A、B、C時(shí),電流產(chǎn)生的熱量就使三個(gè)瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹,瓶塞上面原來一樣高的液柱就會(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。我們可以通過三個(gè)管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量。

④教師演示實(shí)驗(yàn),記錄下在同一時(shí)刻三管中煤油液面的高低情況:hChAhB。

⑤分析:

問:比較A、B兩瓶,什么相同?(I、t相同),什么不同?(R不同,RARB;玻璃管中煤油上升的高度不同,hAhB)說明什么?

引導(dǎo)學(xué)生回答:在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。

問:比較B、C兩瓶,同上問(略)。

引導(dǎo)學(xué)生回答:在電阻和通電時(shí)間相同的條件下,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多,教師指出;進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比。

問:上述實(shí)驗(yàn)中,若通電時(shí)間越長,瓶中煤油上升得將會(huì)怎樣?(學(xué)生答;越高)引導(dǎo)學(xué)生回答:在通電電流和電阻相同的條件下,通電時(shí)間越長,電流產(chǎn)生的熱量越多。(2)師生共同歸納,教師指出,英國物理學(xué)家焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn),總結(jié)出焦耳定律。

①內(nèi)容:電流通過導(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梍I2Rt。③單位:

I一安,R一歐,t一秒,Q一焦。注意:焦耳定律是實(shí)驗(yàn)定律,在此可向?qū)W生講一些焦耳的故事,以激發(fā)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí),不怕困難,勇于攀登的精神。

(

3)根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律。若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即

Q梍W,又∵W=UIt

,根據(jù)歐姆定律U=IR

,Q=W=UIt=I

2Rt

開(4)指出:焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算,對(duì)只存在電

(5)例題:

例2:某導(dǎo)體的電阻是2歐。當(dāng)1安的電流通過時(shí),l分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦?

例3:一只220V45W的電烙鐵,在額定電壓下使用,每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?你能用幾種方法解此題?

(6)討論:(先由學(xué)生說,然后在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行歸納)

①課文前面?中的為什么覺察不出和燈相連的電線發(fā)熱。

分析:因?yàn)殡娋€和燈串聯(lián),通過它們的電流是一樣大,又因?yàn)闊舻碾娮璞入娋€的大得多,所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同時(shí)間內(nèi)電流通過燈產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此,燈泡熱量發(fā)光,而電線卻感覺不到熱。

②課文前面?中的和電爐相連的電線為什么顯著發(fā)熱?

分析:照明電路的電壓是一定的,由P=UI可知,電路中接入大功率電爐時(shí),通過的電流大,在電線的電阻相同的情況下,跟電爐相連的電線中通過的電流比跟燈泡相連的電線中通過的電流大得多。所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同的時(shí)間內(nèi),電流通過跟電爐相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過跟燈泡相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟電爐相連的電線顯著發(fā)熱,有可能燒壞它的絕緣皮,甚至引起火災(zāi)。

③討論課本本節(jié)中的想想議議,讓學(xué)生自己說。

討論小結(jié):應(yīng)用公式解釋判斷問題時(shí),必須注意條件。

3.小結(jié):略。

(四)說明

1.研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)是把課本上的1、2兩次實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。閉合開關(guān)后,讓學(xué)生同時(shí)觀察三個(gè)瓶里玻璃管中煤油液面升高的情況(在課前就把實(shí)驗(yàn)電路連接好),這樣,可以把更多的時(shí)間花在分析實(shí)驗(yàn),引出焦耳定律及運(yùn)用焦耳定律上。

2.Q=W只對(duì)純電阻電路(如燈泡、電爐等)適用,對(duì)非純電阻電路(如含電動(dòng)機(jī)的電路)不適用,這一點(diǎn)要向?qū)W生交待清楚。

注:本教案依據(jù)的教材是人教社初中物理第二冊(cè)九章。