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區(qū)域：湖南省-蘭州市-嘉蔭縣
中學(xué)：嘉蔭縣溪渠橋鎮(zhèn)渠小學(xué)
共1節(jié)課
第 4 節(jié)焦耳定理
1 教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
知道電壓的熱效應(yīng)；
了解焦耳定理的內(nèi)容、公式、單位和應(yīng)用。
2.工藝與技巧
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索了電壓熱效應(yīng)與內(nèi)阻之間的關(guān)系。
3. 情緒、態(tài)度和價(jià)值觀
通過(guò)研究電熱知識(shí)，對(duì)理解科學(xué)很有幫助。
2 重點(diǎn)難點(diǎn)
電壓的熱效應(yīng)：電能...熱能
熱效應(yīng)的估算公式：利用Q=I2Rt。
3 教學(xué)過(guò)程 3.1 第一學(xué)期教學(xué)活動(dòng) 1 [] 教學(xué)過(guò)程：
1.創(chuàng)建場(chǎng)景并引入新課程
星期天，小明爸爸叮囑小明出門前不要看電視，要先寫完作業(yè)，但爸爸媽媽一走小明就看電視，直到媽媽回來(lái)才開始寫作業(yè)。 媽媽問(wèn)小明為什么沒(méi)有完成作業(yè)。 小明說(shuō)作業(yè)太難了，但是小明的爸爸才知道小明騙了一招。 請(qǐng)問(wèn)，他父親是怎么做到的？
班主任聯(lián)覺(jué)：你有沒(méi)有類似的經(jīng)歷，這個(gè)故事對(duì)你有什么啟示？
2. 走進(jìn)新課堂，科學(xué)探究
(1) 電壓的熱效應(yīng)
1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。 （電熱）這種現(xiàn)象稱為電壓熱效應(yīng)。
（當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱）
2、思考：電爐絲通過(guò)導(dǎo)線與電路相連，電爐絲與導(dǎo)線通過(guò)相同的電壓。 為什么電爐絲發(fā)熱發(fā)脹，但絲幾乎不發(fā)熱？ 換句話說(shuō)，電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)形成多少熱量與哪些激勵(lì)有關(guān)？
(2)探索——電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生的原因是什么
【猜想與假設(shè)】
1、可能與電阻值有關(guān)：內(nèi)阻越大，電壓熱效應(yīng)越大
2、可能與電壓有關(guān)：電壓越大，電壓的熱效應(yīng)越大
3、可能與開機(jī)時(shí)間有關(guān)：開機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，電壓熱效應(yīng)越大
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】應(yīng)采用控制變量的方式
實(shí)驗(yàn) 1 - 探索電熱與電阻之間的關(guān)系
應(yīng)控制的數(shù)學(xué)量：等電壓和通電時(shí)間
待改化學(xué)量：內(nèi)阻
思考：兩根內(nèi)阻不同的導(dǎo)體怎么會(huì)有相等的電壓和導(dǎo)通時(shí)間？
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
R1>R2
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：班主任老師介紹
思考：通電一定時(shí)間后，比較兩瓶煤油溫度值的變化。 你所看到的說(shuō)明了什么？
實(shí)驗(yàn)表明：在相同電壓和通電時(shí)間下，內(nèi)阻越大純電阻電路焦耳定律，形成的熱量越多。
實(shí)驗(yàn) 2 - 探索電熱與電壓之間的關(guān)系
需要控制的數(shù)學(xué)量：內(nèi)阻和通電時(shí)間
應(yīng)改變的化學(xué)量：電壓的大小
思考：如何選擇內(nèi)阻？ 如何控制開機(jī)時(shí)間？ 如何改變電壓？
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考：滑動(dòng)變阻器的作用有哪些？
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：班主任老師介紹
思考：當(dāng)電壓不同時(shí)，產(chǎn)生的熱量是否相同？
實(shí)驗(yàn)表明：在通電時(shí)間不變、電阻相同的情況下，鉛酸合金線的通過(guò)電壓越大，發(fā)熱越多。
實(shí)驗(yàn)三——探究電??熱與通電時(shí)間的關(guān)系
需要控制的數(shù)學(xué)量：內(nèi)阻和電壓
應(yīng)改變的化學(xué)量：通電時(shí)間的長(zhǎng)短
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：班主任老師介紹
實(shí)驗(yàn)推斷：在相同電壓和內(nèi)阻條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，形成的熱量越多。
(3) 焦耳定理
日本化學(xué)家焦耳于1840年最先準(zhǔn)確測(cè)定電壓通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比，與導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，與通電時(shí)間成反比1840 年。將此定律稱為焦耳定理。
符號(hào)的含義及其單位：
練習(xí)：20Ω內(nèi)阻導(dǎo)線接12V電源，10分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？
解：根據(jù)I=U/R=12V÷20Ω=0.6A
10分鐘=600秒
Q=I2Rt=(0.6A)2×20Ω×600S=4320J
答：正常工作10分鐘，發(fā)熱量4320J。
(4)電加熱與電功率的關(guān)系
想一想：電爐是否具有與電吊扇相同的運(yùn)行特性？ 區(qū)別在哪里？
導(dǎo)言：電爐工作時(shí)，消耗的電能全部用于產(chǎn)生熱量，而電吊扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，產(chǎn)生的熱量相對(duì)較少.
純內(nèi)阻電路：
像電爐一樣，當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，則電壓產(chǎn)生的熱量Q等于消耗的電能W , 即 Q=W=UIt
（白熾燈泡、電爐絲等各種電熱器均可看成純內(nèi)阻電路。）
純內(nèi)阻電路中焦耳定理的推導(dǎo)：
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I2Rt=U(U/R)t=U2/Rt
在消耗的電能全部用于形成熱能的情況下，根據(jù)電功率公式和歐姆定律公式可以推導(dǎo)出焦耳定律。
非純內(nèi)阻電路：
電吊扇等主要將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量，少量電能轉(zhuǎn)化為電熱的家用電器。 （例如：空調(diào)、冰箱、電視）
消耗的功率小于形成的熱量：W(=UIt)>Q(I2Rt)
注：富含電動(dòng)機(jī)的電路均為非純內(nèi)阻電路
練習(xí)2：有一個(gè)電機(jī)，線圈內(nèi)阻為10Ω，正常工作電流為220V，工作電壓為3.5A。 正常工作一小時(shí)耗電量是多少？ 形成多少熱量？
解：所消耗的電能W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S==2.5344×106J
形成的熱量Q=I2Rt=(3.5A)2×10Ω×3600S==4.41×105J
可見：W>Q，此時(shí)歐姆定理成立？
中學(xué)生回答：沒(méi)有
3.知識(shí)總結(jié)：根據(jù)黑板書總結(jié)
活動(dòng)二【練習(xí)】課堂練習(xí)
4.課堂練習(xí)
1、下列家用電器中，利用電壓熱效應(yīng)工作的是（ ）
A. 電機(jī) B. 電吊扇 C. 冰箱 D. 電熨斗
2、當(dāng)電加熱器的輸入電壓為0.5A時(shí)，1分鐘內(nèi)會(huì)形成100J的熱量。 如果通過(guò)它的電壓是1A，通電1分鐘內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多少熱量？
w2;?15;l16;=2;??p19;8;P?1;ily: black body;font-size:12.;mso-font-:1.;">1,電流熱效應(yīng)：電能量……熱能
熱效應(yīng)的估算公式：利用Q=I2Rt。
活動(dòng)三【活動(dòng)】教學(xué)雜記
五、教學(xué)雜項(xiàng)： 1、重點(diǎn)講解熱效應(yīng)的影響和誘導(dǎo)。
2、讓中學(xué)生通過(guò)練習(xí)來(lái)學(xué)習(xí)使用公式。
?11;3;?14;?16;?2;8;??1;??p19;p;C。 冰箱 D. 電熨斗
2、當(dāng)電加熱器的輸入電壓為0.5A時(shí)，1分鐘內(nèi)會(huì)形成100J的熱量。 如果通過(guò)它的電壓是1A，通電1分鐘內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多少熱量？
活動(dòng)四【活動(dòng)】板書設(shè)計(jì)
6.黑板設(shè)計(jì)：
1、電流的熱效應(yīng)：當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。 （電熱）這種現(xiàn)象稱為電壓熱效應(yīng)。 （當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱）
2.探索——電流熱效應(yīng)的原因是什么
3、焦耳定理：電壓通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比，與導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，與通電時(shí)間成反比。
公式：Q=I2Rt
符號(hào)的含義及其單位：
4、電加熱與電功率的關(guān)系
純內(nèi)阻電路：Q=W=UIt
非純內(nèi)阻電路：W(=UIt)>Q(I2Rt)
第 4 節(jié)焦耳定理
課程設(shè)計(jì) 課堂記錄
第 4 節(jié)焦耳定理
一、第一學(xué)期教學(xué)活動(dòng) 活動(dòng)一【活動(dòng)】 教學(xué)過(guò)程：
1.創(chuàng)建場(chǎng)景并引入新課程
星期天，小明爸爸叮囑小明出門前不要看電視，要先寫完作業(yè)，但爸爸媽媽一走小明就看電視，直到媽媽回來(lái)才開始寫作業(yè)。 媽媽問(wèn)小明為什么沒(méi)有完成作業(yè)。 小明說(shuō)作業(yè)太難了，但是小明的爸爸才知道小明騙了一招。 請(qǐng)問(wèn)，他父親是怎么做到的？
班主任聯(lián)覺(jué)：你有沒(méi)有類似的經(jīng)歷，這個(gè)故事對(duì)你有什么啟示？
2. 走進(jìn)新課堂，科學(xué)探究
(1) 電壓的熱效應(yīng)
1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。 （電熱）這種現(xiàn)象稱為電壓熱效應(yīng)。
（當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱）
2、思考：電爐絲通過(guò)導(dǎo)線與電路相連，電爐絲與導(dǎo)線通過(guò)相同的電壓。 為什么電爐絲發(fā)熱發(fā)脹，但絲幾乎不發(fā)熱？ 換句話說(shuō)，電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)形成多少熱量與哪些激勵(lì)有關(guān)？
(2)探索——電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生的原因是什么
【猜想與假設(shè)】
1、可能與電阻值有關(guān)：內(nèi)阻越大，電壓熱效應(yīng)越大
2、可能與電壓有關(guān)：電壓越大，電壓的熱效應(yīng)越大
3、可能與開機(jī)時(shí)間有關(guān)：開機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，電壓熱效應(yīng)越大
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】應(yīng)采用控制變量的方式
實(shí)驗(yàn) 1 - 探索電熱與電阻之間的關(guān)系
應(yīng)控制的數(shù)學(xué)量：等電壓和通電時(shí)間
待改化學(xué)量：內(nèi)阻
思考：兩根內(nèi)阻不同的導(dǎo)體怎么會(huì)有相等的電壓和導(dǎo)通時(shí)間？
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
R1>R2
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：班主任老師介紹
思考：通電一定時(shí)間后純電阻電路焦耳定律，比較兩瓶煤油溫度值的變化。 你所看到的說(shuō)明了什么？
實(shí)驗(yàn)表明：在相同電壓和通電時(shí)間下，內(nèi)阻越大，形成的熱量越多。
實(shí)驗(yàn) 2 - 探索電熱與電壓之間的關(guān)系
需要控制的數(shù)學(xué)量：內(nèi)阻和通電時(shí)間
應(yīng)改變的化學(xué)量：電壓的大小
思考：如何選擇內(nèi)阻？ 如何控制開機(jī)時(shí)間？ 如何改變電壓？
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
思考：滑動(dòng)變阻器的作用有哪些？
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：班主任老師介紹
思考：當(dāng)電壓不同時(shí)，產(chǎn)生的熱量是否相同？
實(shí)驗(yàn)表明：在通電時(shí)間不變、電阻相同的情況下，鉛酸合金線的通過(guò)電壓越大，發(fā)熱越多。
實(shí)驗(yàn)三——探究電??熱與通電時(shí)間的關(guān)系
需要控制的數(shù)學(xué)量：內(nèi)阻和電壓
應(yīng)改變的化學(xué)量：通電時(shí)間的長(zhǎng)短
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：班主任老師介紹
實(shí)驗(yàn)推斷：在相同電壓和內(nèi)阻條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，形成的熱量越多。
(3) 焦耳定理
日本化學(xué)家焦耳于1840年最先準(zhǔn)確測(cè)定電壓通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比，與導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，與通電時(shí)間成反比1840 年。將此定律稱為焦耳定理。
符號(hào)的含義及其單位：
練習(xí)：20Ω內(nèi)阻導(dǎo)線接12V電源，10分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？
解：根據(jù)I=U/R=12V÷20Ω=0.6A
10分鐘=600秒
Q=I2Rt=(0.6A)2×20Ω×600S=4320J
答：正常工作10分鐘，發(fā)熱量4320J。
(4)電加熱與電功率的關(guān)系
想一想：電爐是否具有與電吊扇相同的運(yùn)行特性？ 區(qū)別在哪里？
導(dǎo)言：電爐工作時(shí)，消耗的電能全部用于產(chǎn)生熱量，而電吊扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，產(chǎn)生的熱量相對(duì)較少.
純內(nèi)阻電路：
像電爐一樣，當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，則電壓產(chǎn)生的熱量Q等于消耗的電能W , 即 Q=W=UIt
（白熾燈泡、電爐絲等各種電熱器均可看成純內(nèi)阻電路。）
純內(nèi)阻電路中焦耳定理的推導(dǎo)：
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I2Rt=U(U/R)t=U2/Rt
在消耗的電能全部用于形成熱能的情況下，根據(jù)電功率公式和歐姆定律公式可以推導(dǎo)出焦耳定律。
非純內(nèi)阻電路：
電吊扇等主要將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量，少量電能轉(zhuǎn)化為電熱的家用電器。 （例如：空調(diào)、冰箱、電視）
消耗的功率小于形成的熱量：W(=UIt)>Q(I2Rt)
注：富含電動(dòng)機(jī)的電路均為非純內(nèi)阻電路
練習(xí)2：有一個(gè)電機(jī)，線圈內(nèi)阻為10Ω，正常工作電流為220V，工作電壓為3.5A。 正常工作一小時(shí)耗電量是多少？ 形成多少熱量？
解：所消耗的電能W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S==2.5344×106J
形成的熱量Q=I2Rt=(3.5A)2×10Ω×3600S==4.41×105J
可見：W>Q，此時(shí)歐姆定理成立？
中學(xué)生回答：沒(méi)有
3.知識(shí)總結(jié)：根據(jù)黑板書總結(jié)
活動(dòng)二【練習(xí)】課堂練習(xí)
4.課堂練習(xí)
1、下列家用電器中，利用電壓熱效應(yīng)工作的是（ ）
A. 電機(jī) B. 電吊扇 C. 冰箱 D. 電熨斗
2、當(dāng)電加熱器的輸入電壓為0.5A時(shí)，1分鐘內(nèi)會(huì)形成100J的熱量。 如果通過(guò)它的電壓是1A，通電1分鐘內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多少熱量？
w2;?15;l16;=2;??p19;8;P?1;ily: black body;font-size:12.;mso-font-:1.;">1,電流熱效應(yīng)：電能量……熱能
熱效應(yīng)的估算公式：利用Q=I2Rt。
活動(dòng)三【活動(dòng)】教學(xué)雜記
五、教學(xué)雜項(xiàng)： 1、重點(diǎn)講解熱效應(yīng)的影響和誘導(dǎo)。
2、讓中學(xué)生通過(guò)練習(xí)來(lái)學(xué)習(xí)使用公式。
?11;3;?14;?16;?2;8;??1;??p19;p;C。 冰箱 D. 電熨斗
2、當(dāng)電加熱器的輸入電壓為0.5A時(shí)，1分鐘內(nèi)會(huì)形成100J的熱量。 如果通過(guò)它的電壓是1A，通電1分鐘內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多少熱量？
活動(dòng)四【活動(dòng)】板書設(shè)計(jì)
6.黑板設(shè)計(jì)：
1、電流的熱效應(yīng)：當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。 （電熱）這種現(xiàn)象稱為電壓熱效應(yīng)。 （當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱）
2.探索——電流熱效應(yīng)的原因是什么
3、焦耳定理：電壓通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比，與導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，與通電時(shí)間成反比。
公式：Q=I2Rt
符號(hào)的含義及其單位：
4、電加熱與電功率的關(guān)系
純內(nèi)阻電路：Q=W=UIt
非純內(nèi)阻電路：W(=UIt)>Q(I2Rt)