焦耳定律教案人教版包括以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn):
1. 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)間成正比的規(guī)律。
2. 焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究。
具體步驟如下:
1. 分別用不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞成線圈與電流表組成線圈電路,再串聯(lián)一個(gè)規(guī)格相同的電爐絲,接通電源后,觀察到不同的線圈中電流表的示數(shù)不同,電爐絲上不同部位溫度不同。
2. 換用不同電阻值的電熱絲組裝成電路,通電后觀察到電熱絲上各點(diǎn)溫度不同。
通過實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)生認(rèn)識(shí)到焦耳定律的定量表達(dá)式與歐姆定律的定量表達(dá)式不同,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。同時(shí),學(xué)生也體會(huì)到科學(xué)探究中控制變量法的運(yùn)用以及實(shí)驗(yàn)操作技能的提高。
以上內(nèi)容僅供參考,具體的教學(xué)內(nèi)容可能會(huì)根據(jù)學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況而有所調(diào)整。
焦耳定律教案
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1. 知道焦耳定律的內(nèi)容和適用范圍。
2. 理解焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其單位。
(二)能力目標(biāo)
1. 通過對(duì)焦耳定律的探究,了解科學(xué)探究的方法,培養(yǎng)觀察、分析能力。
2. 通過實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力。
(三)情感目標(biāo)
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):焦耳定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式。
難點(diǎn):對(duì)焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式及其單位的理解。
三、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)引入新課
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電功,誰能告訴我什么是電功?電流做了多少功跟哪些因素有關(guān)?今天我們進(jìn)一步研究電流做功的另一個(gè)定量問題——焦耳定律。
板書課題:焦耳定律
(二)講授新課
1. 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)?如何來研究?
首先讓學(xué)生討論,然后教師介紹實(shí)驗(yàn)裝置(采用如圖所示裝置),并說明要研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān),關(guān)鍵要保證其他因素相同,只有電阻這一個(gè)因素不同。為了使結(jié)論更準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)時(shí)通常采用控制變量法。由于電熱絲的電阻很小,不能直接用電流和通電時(shí)間去放熱多少來比較,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)通常采用較粗的金屬線制成電阻絲,并把它繞成圈,這樣圈內(nèi)徑要小,電阻就會(huì)很大。為了讀數(shù)方便,實(shí)驗(yàn)時(shí)還要給電阻絲加熱一根金屬棒(鐵棒)。實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到:銅絲和鐵絲一樣長(zhǎng)短,而鐵絲比銅絲細(xì)得多,但通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)銅絲更熱。為什么?引導(dǎo)學(xué)生分析原因:通電時(shí)間相同,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻有關(guān);電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。為了進(jìn)一步研究電阻的大小與產(chǎn)生熱量的關(guān)系,可保持通電時(shí)間相同,改變金屬絲的長(zhǎng)度,觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化情況。實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量出金屬絲的溫度隨時(shí)間變化的多少,從而得出結(jié)論。板書:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻有關(guān)。
2. 焦耳定律的內(nèi)容是什么?數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么?如何正確理解?
首先讓學(xué)生討論回答,然后教師總結(jié)板書:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)。即:在數(shù)值上,電流通過導(dǎo)體所做的功W等于電流通過導(dǎo)體用電器所釋放的能量E;又等于電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q;而Q=I2Rt。在一般情況下,電流通過導(dǎo)體所釋放的能量往往不等于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能所產(chǎn)生的熱量。因此,在利用焦耳定律解釋有關(guān)問題時(shí),一定要考慮其他因素對(duì)問題的干擾。板書:?jiǎn)挝唬航苟↗)導(dǎo)出單位:千瓦·時(shí)(kW·h)換算關(guān)系:1J=3.6×106J/kW·h導(dǎo)出公式適用范圍:只適用于純電阻電路。因?yàn)橹挥性诩冸娮桦娐分须娔懿湃哭D(zhuǎn)化為內(nèi)能所產(chǎn)生的熱量。
3. 實(shí)驗(yàn)探究過程及結(jié)論。
首先讓學(xué)生討論回答,然后教師根據(jù)學(xué)生回答板書結(jié)論:實(shí)驗(yàn)探究過程:(1)保持電流和通電時(shí)間相同;(2)改變金屬絲的長(zhǎng)度;(3)觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化情況;(4)得出結(jié)論。結(jié)論:在金屬絲的長(zhǎng)度、通電時(shí)間相同時(shí),金屬絲越長(zhǎng),溫度升得越高;在金屬絲的材料和通電時(shí)間相同時(shí),金屬絲的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。說明在電流相同、時(shí)間相同時(shí),導(dǎo)體的電阻越大產(chǎn)生的熱量越多;在電流和電阻相同、時(shí)間相同時(shí)產(chǎn)生的熱量向周圍空間散發(fā)。板書結(jié)論:在純電阻電路中,電熱和電能相等;在非純電阻電路中不相等。并說明在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。如電爐、電烙鐵、電飯鍋以及白熾燈等都是利用電熱工作的純電阻用電器;而電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等則是利用非電熱工作的非純電阻用電器。它們?cè)谑褂脮r(shí)都把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能。由于內(nèi)能只有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲;發(fā)電機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花等都是電能沒有充分利用的結(jié)果。因此我們?cè)谑褂酶鞣N家用電器時(shí)要注意安全和節(jié)約用電。
(三)課堂練習(xí)(略)
(四)小結(jié)(略)