焦耳定律教案
教學(xué)目標(biāo)：
(一)知識(shí)與技能：
1. 知道焦耳定律的內(nèi)容和公式；
2. 能根據(jù)公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
(二)過程與方法：通過實(shí)驗(yàn)探究焦耳定律，學(xué)習(xí)使用溫度計(jì)、電流表、電壓表等器材。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀：
1. 培養(yǎng)觀察、實(shí)驗(yàn)和歸納推理能力；
2. 了解焦耳對(duì)物理學(xué)的重要貢獻(xiàn)。
教學(xué)重點(diǎn)：
焦耳定律的內(nèi)容和公式。
教學(xué)難點(diǎn)：
實(shí)驗(yàn)探究焦耳定律。
教學(xué)用具：
焦耳定律的演示器(電路、電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、電熱絲、燒瓶、溫度計(jì)等)、多媒體課件。
教學(xué)過程：
一、引入新課：
(一)復(fù)習(xí)回顧：電功的公式是什么？電流做功的實(shí)質(zhì)是什么？電功的計(jì)算公式是什么？電功在生活中的應(yīng)用有哪些？
(二)新課內(nèi)容：電熱的計(jì)算。
二、新課教學(xué)：
(一)電熱的概念及焦耳定律的內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電熱：電流通過導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量叫電熱。電流流過導(dǎo)體有三種效應(yīng)的形式：電流的熱效應(yīng)、電流的磁效應(yīng)和電流的化學(xué)效應(yīng)。影響電阻大小的因素有：材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度。在研究電阻的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，我們采用的是控制變量法。在電流相同條件下，導(dǎo)體通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納出焦耳定律的內(nèi)容是：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，跟通電的時(shí)間成正比。用公式表示為：Q=I2Rt(其中Q表示熱量，I表示電流，R表示電阻，t表示時(shí)間)。
(二)演示實(shí)驗(yàn)探究焦耳定律：實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生注意觀察演示實(shí)驗(yàn)的器材和實(shí)驗(yàn)中觀察的重點(diǎn)(特別是溫度計(jì)的變化情況)。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生分析討論實(shí)驗(yàn)中存在的問題及改進(jìn)的方法。強(qiáng)調(diào)在研究電熱跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，采用的是控制變量法。強(qiáng)調(diào)公式中三個(gè)物理量的含義及單位。強(qiáng)調(diào)在計(jì)算電熱時(shí)，要把電熱絲當(dāng)作一個(gè)整體來考慮。并出示小練習(xí)加以鞏固。
三、反饋與評(píng)價(jià)：完成課后練習(xí)的第1、2題。并就學(xué)生無(wú)法解決的困難進(jìn)行有針對(duì)性的講解。
四、小結(jié)：對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的梳理，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)。
焦耳定律優(yōu)秀教案例題：
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識(shí)與技能：
知道電功的計(jì)算公式，能利用焦耳定律分析一些簡(jiǎn)單電路。
(二)過程與方法：
通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀：
1. 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能。
2. 培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
教學(xué)重點(diǎn)：知道電功的計(jì)算公式，能利用焦耳定律分析一些簡(jiǎn)單電路。
教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究。
【教學(xué)用具】
電功率實(shí)驗(yàn)電路、電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、小燈泡(3V、0.5A)、導(dǎo)線若干。
【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)引入：
1. 電流通過用電器做了多少功，電路中就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電能表是測(cè)量用電器消耗電能的儀表。
2. 電能表讀數(shù)怎樣讀？(讓學(xué)生發(fā)表意見，最后總結(jié))
3. 電能表讀數(shù)表示什么？(學(xué)生討論)
二、新課教學(xué)：
1. 實(shí)驗(yàn)探究：焦耳定律實(shí)驗(yàn)電路圖(出示課件)怎樣通過實(shí)驗(yàn)探究得出焦耳定律的內(nèi)容？(學(xué)生討論)教師總結(jié)：(出示課件)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱效應(yīng)，不僅跟電流的大小有關(guān)，還跟通電時(shí)間有關(guān)。為了定量研究電流的熱效應(yīng)，我們可以根據(jù)焦耳定律設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖。實(shí)驗(yàn)中用什么方法控制電阻兩端的電壓不變？為什么要這樣控制？(出示課件)學(xué)生討論回答：用滑動(dòng)變阻器來改變電路中的電流和通電時(shí)間，并保持電阻絲電阻不變。為了使電阻絲的電阻保持不變，應(yīng)選用阻值幾乎相同的電阻絲串聯(lián)。(出示課件)實(shí)驗(yàn)中怎樣比較電流產(chǎn)生的熱量？為什么選用煤油而不用水？(討論后回答)(出示課件)煤油的比熱容比水小，在質(zhì)量和通電時(shí)間相同時(shí)，煤油溫度變化大，熱量就明顯。通過討論得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(出示課件)在電流和通電時(shí)間相同的情況下，不同導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻有關(guān)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。在研究焦耳定律時(shí)用到了控制變量法，研究電流的熱效應(yīng)跟電阻的關(guān)系時(shí)采用了轉(zhuǎn)換法。
2. 舉例說明實(shí)際應(yīng)用。(出示課件)電爐、電烙鐵、白熾燈燈絲、熱得快等用電器都是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。它們工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么？(學(xué)生討論回答)(出示課件)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(熱能)。例題：一個(gè)“220V40W”的燈泡接在110V的電路上，它的實(shí)際功率是多少？(討論后回答)(出示課件)根據(jù)電功率公式P=UI和歐姆定律I=U/R變形得R=U2/P和P=UI=U/t×I=U×Q/t分別討論得出實(shí)際功率和熱功率。(出示課件)P實(shí)=P額=40W；Q熱=I2Rt=(U/R)2Rt=(U實(shí)/U額)2Rt=(110V/220V)2×40W×t=40W×t；P實(shí)＞Q熱；燈的實(shí)際功率大于額定功率。例題中燈絲斷了以后再搭接上使用時(shí)燈會(huì)變得更亮還是變暗？(學(xué)生討論回答)(出示課件)燈絲斷了以后再搭接上使用時(shí)實(shí)際電阻值變小，根據(jù)P=I2R可知實(shí)際功率變大，所以燈會(huì)變得更亮。例題中燈泡的電阻隨溫度的降低而減小，所以燈絲斷了以后再搭接上使用時(shí)燈的實(shí)際功率變大。例題中燈泡的實(shí)際功率大于額定功率，所以燈會(huì)變得更亮些。但燈泡的實(shí)際功率不能超過額定功率否則會(huì)燒壞燈泡甚至發(fā)生火災(zāi)。例題中燈泡的額定功率為40W，實(shí)際功率為大于40W而小于大于40W的兩倍即大于80W而小于80W的兩倍即大于160W而小于大于40W的兩倍即大于80W而小于等于160W。所以燈絲斷了以后再搭接上使用時(shí)燈的實(shí)際功率在大于額定功率和小于