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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）。
�。ㄈ┙虒W(xué)過(guò)程
1．引入新課問(wèn)：（
l）燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺(jué)？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(jué)？為什么？學(xué)生回答：發(fā)燙。是電流的熱效應(yīng)。
再通過(guò)課本本節(jié)開(kāi)始的“？”和圖1，引入新課。
2．進(jìn)行新課：
�、俳榻B如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置，告訴學(xué)生RA＞RB，RB=RC，通電后，IA=IB，IB＜IC（從電流表的示數(shù)可知道I的數(shù)值）。
�、趩�(wèn)：該實(shí)驗(yàn)的目的是什么？（研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)）
�、蹎�(wèn)：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(guò)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(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。我們可以通過(guò)三個(gè)管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量。
�、芙處熝菔緦�(shí)驗(yàn)，記錄下在同一時(shí)刻三管中煤油液面的高低情況：hC>hA>hB。
�、莘治觯�
問(wèn)：比較A、B兩瓶，什么相同？（I、t相同），什么不同？（R不同，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB）說(shuō)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(wèn)：比較B、C兩瓶，同上問(wèn)（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(wèn)：上述實(shí)驗(yàn)中，若通電時(shí)間越長(zhǎng)，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(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。（2）師生共同歸納，教師指出，英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出焦耳定律。
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。
�、诠剑篞梍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(lái)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(kāi)（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(guò)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(shuō)，然后在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行歸納）
�、僬n文前面“？”中的為什么“覺(jué)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(guò)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(guò)燈產(chǎn)生的熱量比通過(guò)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(jué)不到熱。
�、谡n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(guò)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(guò)的電流比跟燈泡相連的電線中通過(guò)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(guò)跟電爐相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過(guò)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)。
�、塾懻撜n本本節(jié)中的“想想議議”，讓學(xué)生自己說(shuō)。
討論小結(jié)：應(yīng)用公式解釋判斷問(wèn)題時(shí)，必須注意條件。
3．小結(jié)：略。
（四）說(shuō)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(kāi)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
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