高中物理歐姆定律教案

九年級物理《焦耳定律》學(xué)案新版人教版。

九年級物理《焦耳定律》學(xué)案新版人教版

那么，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)呢？
實驗探究：影響電熱的因素
設(shè)計實驗：兩個透明容器中封閉著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，從而可以間接比較電阻絲放熱的多少——轉(zhuǎn)換法
1.研究電熱與電阻的關(guān)系：
如下圖所示，將兩個阻值不同的電阻串聯(lián)，以保證電流和通電時間一定，觀察兩液柱高度的變化。

實驗結(jié)論：在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。
2.研究電熱與電流關(guān)系
如下圖所示，將三個阻值相同的電阻混聯(lián)，以保證電阻和通電時間一定，觀察兩液柱高度的變化?！緒Ww.ZFW152.Com 趣祝?！?/p>

實驗結(jié)論：在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。
生活經(jīng)驗告訴我們，通電時間越長，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多。
【典型例題】將規(guī)格都是“220V100W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入家庭電路中，通電時間相同，下列有關(guān)說法中，錯誤的是：
A．三個電器消耗的電能一樣多B．電流通過三個電器做功一樣多
C．三個電器產(chǎn)生的熱量一樣多D．電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多
【答案】
【解析】
試題分析：得，三個電器消耗的電能一樣多，A對；電流所做的功等于用電器消耗的電能，所以電流通過三個電器做功一樣多，B對；三個用電器中，只有電烙鐵把電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多，C錯D對。
【針對訓(xùn)練】1911年，荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水銀的溫度下降到負(fù)269時，其電阻就會完全消失，這種現(xiàn)象叫做“超導(dǎo)現(xiàn)象”，人們把具有這種現(xiàn)象的物體叫做超導(dǎo)體。在超導(dǎo)狀態(tài)下，導(dǎo)體的電阻R=Ω，利用超導(dǎo)材料可以制成。（選填“輸電線”或“電阻絲”）
【答案】0輸電線
【解析】
試題分析：超導(dǎo)狀態(tài)下電阻完全消失Ω，如果利用超導(dǎo)材料制成輸電線，有Q=I2Rt可知，輸電線不會消耗電能，利用超導(dǎo)材料可以制成輸電線。

知識點二：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．公式：Q=I2Rt
3．單位：焦耳（J）
4.電熱與電能的關(guān)系：
（1）當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即
Q=W=UIt=I2Rt
如：電暖器，電飯鍋，電爐子等——純電阻電路
（2）當(dāng)電扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能，還有一小部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能——非純電阻電路W＞Q熱
【典型例題】一個電動機(jī)，當(dāng)把它接入0.2V電壓的電路時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是0.4A；若把它接入2V電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，測得此時流過電動機(jī)的電流是1A。那么該電動機(jī)線圈的電阻是______Ω，電動機(jī)正常工作1min時的機(jī)械能是_______J。
【答案】
【解析】
試題分析：；
電動機(jī)工作1min消耗的電能為：

線圈產(chǎn)生的熱量為：
轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能為：
【針對訓(xùn)練】如圖所示的電路中，電源電壓保持6V不變，電阻1=10Ω，2=20Ω，閉合開關(guān)S，則1消耗的電功率為W；若通電30s，電阻2產(chǎn)生的熱量為J。

【答案】0.424
【解析】
試題分析：由電路圖可見，電阻1與2串聯(lián)，電路總電阻為=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω，由歐姆定律可得電路中電流為,R1消耗的電功率為,由焦耳定律可得電阻2產(chǎn)生的熱量為。
1.電熱的利用：
如電熱水器、電放鍋、電熱毯、電熨斗、電熱孵化器等是利用電能來發(fā)熱的設(shè)備，是利用電熱的例子。
2.防止電熱的危害：
我們使用電視機(jī)、電腦等用電器，不是為了讓它發(fā)熱，相反，產(chǎn)生的熱量過多，還會燒壞用電器，所以要防止熱量過多。電視機(jī)的后蓋上有通風(fēng)窗、電腦里有散熱的微型風(fēng)扇等，這些措施都是為了防止電熱的危害。
【典型例題】在家庭電路中，電線相互連接處，因為接觸不良，容易造成變大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時間和相同時，該處比別處更容易發(fā)熱，加速導(dǎo)線老化，甚至引起火災(zāi)．
【答案】電阻；電流
【解析】
試題分析：解答本題的關(guān)鍵是理解接頭處被燒焦的原因是溫度過高造成的，而溫度過高是因為熱量多，根據(jù)焦耳定律，影響電熱的因素有電流、電阻、通電時間，結(jié)合題中實際分析，這三個因素什么一定，什么變化．
解：導(dǎo)線相互連接處往往接觸不良，根據(jù)焦耳定律的公式Q=I2Rt知，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，溫度越高，因此接頭處燒焦就是因為電阻過大造成的．
，而是電源兩極直接相連，就說電源短路了。家庭電路中發(fā)生短路時，電路中的很大，根據(jù)焦耳定律（填公式）可知：電路中會產(chǎn)生很大的熱量使電線的絕緣層燒壞甚至引起火災(zāi)。
【答案】用電器，電流；Q=I2Rt
【解析】
試題分析：（1）電路有三種狀態(tài)，短路，斷路，通路．（2）由焦耳定律可計算發(fā)熱的多少．電路發(fā)生短路時，電流不經(jīng)過用電器，電路中電阻很小，根據(jù)歐姆定律知，電路中電流很大，由焦耳定律Q=I2Rt可判斷，電路中會產(chǎn)生巨大的熱量．一電流的熱效應(yīng)
定義電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
二焦耳定律
表述：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)體電阻成正比，跟通電時間成正比。
三電熱的利用和防止1．利用：電暖氣、電烤箱、電熨斗2．防：隔熱涂層、散熱扇

相關(guān)知識

九年級物理上冊《焦耳定律》導(dǎo)學(xué)案人教版

九年級物理上冊《焦耳定律》導(dǎo)學(xué)案人教版

第4節(jié)焦耳定律
【教學(xué)目標(biāo)】
知
重點焦耳定律
難點探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。
【導(dǎo)學(xué)過程】
【創(chuàng)設(shè)情景，引入新課】
一、導(dǎo)入新課
觀察下面四個電器，回答問題：
（1）圖中四個用電器通電時都會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？
（2）說明電流在工作過程中消耗的電能轉(zhuǎn)化成了什么能？
總結(jié)得出：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱能，這個現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。
現(xiàn)象：給電爐通電時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻幾乎不熱。
同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題：導(dǎo)線和電爐絲中流過的電流相同嗎？導(dǎo)線和電爐絲產(chǎn)生的熱量相同嗎？今天我們就一起來探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。
【自主預(yù)習(xí)案】
一、電流的熱效應(yīng)
(1)圖中四個用電器通電時都會發(fā)生什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象叫做。
（2）說明電流在工作過程過程中消耗的電能轉(zhuǎn)化成什么形式的能了？
（3）列舉你熟悉的類似的實例。
二、焦耳定律
1、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通過導(dǎo)體的______________成正比，跟通過導(dǎo)體的______________平方成正比，跟通電______________成正比。
2、Q=I2Rt，Q表示產(chǎn)生的______________，單位是______________；I表示通過導(dǎo)體的______________，單位是______________；R表示______________，單位是______________；t表示______________單位是______________，計算時單位要一致?。?br> 3、研究焦耳定律時，采用______________法和______________法
三、電熱的利用與防止
（1）電熱器是利用電流的_______________制成的加熱設(shè)備，如：電熱水器、_______________電熱毯等。
優(yōu)點：清潔衛(wèi)生沒有環(huán)境污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。
（2）電熱的防止：在用電器上開散熱窗、加散熱片、安裝_______________，都是為了_______________
【課堂探究案】
探究點1：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)？
1、提出問題
引導(dǎo)學(xué)生，提出問題：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)？
2、猜想
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想
3、設(shè)計實驗
問：要研究與多個因素是否有關(guān)時，我們得采用什么研究方法？（控制變量法）。
課件展示：
實驗一、研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
問：①實驗中要控制相同，使不同。②如何控制電流和通電時間相同？
③如何比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少？
引導(dǎo)學(xué)生討論實驗步驟
4、進(jìn)行實驗
5、得出結(jié)論：1、在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
實驗二、探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系
問：①實驗中要控制相同，使不同。
②如何改變通過導(dǎo)體的電流？
引導(dǎo)學(xué)生討論實驗步驟
得出結(jié)論：在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：在電流和電阻相同時，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。
引導(dǎo)學(xué)生得出焦耳定律
探究點2：電功和電熱
（1）在純電阻電路中：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。?這時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.
（2）在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.?這時電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過電動機(jī)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2Rt（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其他＋Q.?
（3）電功和電熱是兩個不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I2Rt=；在非純電阻電路中，電功大于電熱，WQ，這時電功只能用W=UIt計算，電熱只能用Q=I2Rt計算，兩式不能通用。
例1一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗功率66W，問：?
（1）電風(fēng)扇正常工作時通過電動機(jī)的電流是多少？?
（2）電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動機(jī)的效率是多少？?
（3）如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機(jī)的電流，以及電動機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？?
解答（1）因為P入=IU?
所以I=A=0.3A?
（2）電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率?
P內(nèi)=I2R=0.32×20W=1.8W?
電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率?
P機(jī)=P入-P內(nèi)=66W-1.8W=64.2W?
電風(fēng)扇正常工作時的效率?
η=×100%=97.3%?
(3)電風(fēng)扇風(fēng)葉被卡住后電動機(jī)不轉(zhuǎn)時可視為純電阻，通過電風(fēng)扇的電流?
I=A=11A?
電動機(jī)消耗的電功率?
P=IU=11×220W=2420W?
電動機(jī)發(fā)熱功率?
P內(nèi)=I2R=112×20W=2420W?適用于任何電路，而只適用于純電阻的電路
C．在不是純電阻的電路中，
D．焦耳熱適用于任何電路
2、一個直流電動機(jī)所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時，下述錯誤的是（）
A．電動機(jī)的輸出功率為U2／RB．電動機(jī)的發(fā)熱功率為I2R
C．電動機(jī)的輸出功率為IU-I2RD．電動機(jī)的功率可寫作IU=I2R=U2/R3.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo)有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是()
A．L1B．L2C．L3D．L44.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正常發(fā)光，兩電路中消耗的總功率分別為和，可以斷定()
A.〉B.〈C.=D.無法確定一只電爐的電阻絲和一臺電動機(jī)線圈電阻相同，都為R，設(shè)通過它們的電流相同(電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn))，則在相同時間內(nèi)
A.電爐和電動機(jī)產(chǎn)生的熱量相同B.電動機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的
C.電爐兩端電壓小于電動機(jī)兩端電壓D.電爐和電動機(jī)兩端電壓相等有一電風(fēng)扇上標(biāo)有“220V55W”，若風(fēng)扇的電動機(jī)線圈電阻為8Ω，當(dāng)它正常工作時電源供給的電功率是轉(zhuǎn)化為風(fēng)的電功率是電動機(jī)的發(fā)熱功率是7.一臺直流電動機(jī)線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動機(jī)正常工作時電壓表示數(shù)100V，求電動機(jī)消耗的總功率及輸出的機(jī)械功率？

初三物理焦耳定律教案

一般給學(xué)生們上課之前，老師就早早地準(zhǔn)備好了教案課件，大家都在十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南虢贪刚n件。只有規(guī)劃好教案課件計劃，新的工作才會更順利！你們清楚有哪些教案課件范文呢？小編收集并整理了“初三物理焦耳定律教案”，供大家借鑒和使用，希望大家分享！

物理教案－焦耳定律

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(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)實驗中的運(yùn)用方法.

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

教學(xué)建議

教材分析
教材從實驗出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法，在實驗過程中學(xué)生能更好地體會的一些科學(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純電阻電路的理解的困難.在實驗基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服.同時啟發(fā)學(xué)生從實驗和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識.

做好實驗是本節(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)生通過實驗親身體驗.然后進(jìn)入定性實驗.

對焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)生對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)計方案

提問：

(1)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？

(2)電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機(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)演示實驗：

1、介紹如圖9-7的實驗裝置，在兩個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：
第一次實驗：兩個電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時間相同，甲瓶相對乙瓶中的電阻較大，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.

第二次實驗：在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，加大電流，重做實驗，讓通電的時間與前次相同，兩次實驗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.

第三次實驗：如果加長通電的時間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時間越長，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驗于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.跟通電時間成正比，這個規(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，其電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(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，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.

探究活動

【課題】“焦耳定律”的演示

【組織形式】學(xué)生分組或教師演示

【活動方式】
1．提出問題

2．實驗觀察

3．討論分析

【實驗方案示例】

1．實驗器材：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，然后在這兩個線圈上滴上同樣多的蠟，使線圈被蠟均勻地包住．點著火柴立即吹滅，靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個線圈上，如圖1所示．

圖1

3．實驗步驟

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

（3）用四節(jié)電池（增大電源電壓）重做上述實驗，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，可認(rèn)為總電阻不變，電壓增大時，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．