第五节 焦耳定律优质课一等奖

教学设计

分课时

环节与时间

一、

复习提问

教师活动

学生活动

设计意图

资源准备

评价

反思

电功的大小与哪些因素有关？如何计算？

（一）电流的热效应

〈演示实验1〉铜丝和电炉丝串联，在铜丝和电炉丝上缠上餐巾纸，通电，

现象：缠在电炉丝上的餐巾纸燃烧起来，二、缠在铜丝上的餐巾纸没有燃烧。

一进行

问题1：缠在铜丝上的餐巾纸为什么课新课

没有然绕起来？

时

（二）探究电热与电阻、电流、通电时间

的关系

〈演示实验2〉给电炉子通电，

现象：电炉丝热的发红，而与它串联的导

线却不热

问题2：为什么电炉丝热的发红，而与

它串联的导线却不热

提出问题：电流通过导体时产生热量的

思考并回答

观察

并思考

为后面的电功计算做准备

得出电流的热效应

思考

触摸导线并思考

引出本节课

的重点问题

多少跟什么因素有关？

猜想与假设：提示：电热是电流通过电阻时产生的热量，电路中有电压不一定有电流，所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。（排除电压这个物理量）

电流通过导体产生热量的多少与________________有关。

讨论1. 结合生活实际进行猜想: 电阻、电流、通电时间、电压……

由生活现象培养学生发现问题并提出问题的能力。

学会排除不合理猜想。

培养学生利用控制变量的方法来设计实验。

培养学生利用转换的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。

当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？

讨论2. 用什么方法去观察那些不可见的物理量？

容器中空气的热膨胀改变了U 形管中液面的高度

讨论 分析

思考

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设计实验

要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？如何比较产生热量的多少？<演示实验3>

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。

学生观察实验装置讨论

思考并回答

会根据实验现象得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论

给予学生自己探究的能力，让学生自己去试着分析

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，

得出结论：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。

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设计实验<演示实验4>

要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？如何比较产生热量的多少？

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。

学生观察实验装置讨论

思考并回答

培养学生分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。

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．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，

学生根据实验数据，得出结论：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。

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分析论证，得出结论

培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。

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。

对以上两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通学生总结以上电时间

两个实验：

（三）焦耳定律

介绍科学家焦耳。

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。

了解焦耳在电热上的成就

学生了解焦耳定律的内容，记住公式。

例题：一根 50 Ω

的电阻丝接在 100

V的电源两端，在 10 min内共产生多

少热量?消耗了多少电能？

电功与电热

通过计算我们发现电流做功与产生的电热是相等，那么用电器在工作时，电功与电热间有什么关系呢？

当电流做的功全部转化为内能时： 由于

W=UIt，U=IR 学生快速的计算本题中的电热。

Q=W=I2Rt

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电吹风工作时，消耗了1000J的电能，不是的，电吹电流在电阻线上产生热量等于1000J风工作时把电吗？

能转化为内能，还有一部电功与电热的联系与区别

分转化为动能。它不是一1．纯电阻电路中W=Q 个纯电阻。电功大于电热。2．非纯电阻电路中W>Q 学生讨论：

利用焦耳定律解释现象

讨论：电炉通过导线接到电路中，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？

想想议议：额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？

（四）电热的利用和防止

展示常见一些用电器（电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳……），给这些用电器进行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。

电热在实际中有利用也有防止的。我们要利用辩证的态度来对待电热。

电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小的多，相同时间内放出热量也少。

学生讨论

这两种情况下有不同的变量，前者是在电压一定时，电阻越小，电流越大，电热与电流是平方的关系，所以电流对电热影响较大。后者的前提是在电流一定时，电阻越大，电热越多。

利用问题引领的方法培养学生总结归纳的能力

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三、小结与练习

一

课

时

四、

布置

作业

五、

板书

设计

本节课我们主要学习了以下内容：

1.

电流的热效应

2.

焦耳定律

3.

电热的利用和防止

练习课后1、2、3题

18.4焦耳定律

一、电流的热效应

电能→内能

二、焦耳定律

1.

内容：

2.

公式：Q=IRt。

2

学生总结

教师纠正

让学生自己得到知识

本节课内容是学生新接触的内容，做好实验演示及处理好习题是突破难点的关键

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分环节课与时时

间

一课时

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