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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：
�、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）。
�、趩枺涸搶�(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)）
�、蹎枺涸搶�(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。
�、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。
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，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB）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(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)家焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出焦耳定律。
�、賰�(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。
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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）
�、僬n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。
�、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)。
�、塾懻撜n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
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