夏繼銀
地區(qū)：廣東省-思茅-南華縣
校區(qū)：南華民族小學(xué)
共1課時(shí)
第4節(jié)焦耳定理中學(xué)數(shù)學(xué)人教2011課標(biāo)版
1教學(xué)目標(biāo)
1、能通過生活實(shí)例，認(rèn)識(shí)電壓的熱效應(yīng)。
2、能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引出焦耳定理，會(huì)用焦耳定理進(jìn)行估算。
3、能用焦耳定理解釋生活中的簡(jiǎn)單的現(xiàn)象.
4、通過學(xué)習(xí)電熱的借助和避免，學(xué)會(huì)辨證地看問題。
2學(xué)情剖析
焦耳定理是小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要定理之一，是能量守恒定理在電能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的具體彰顯，教材在電功、電功率然后安排焦耳定理，符合中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。中學(xué)數(shù)學(xué)熱學(xué)對(duì)于大部份中學(xué)生而言變得有點(diǎn)具象，中學(xué)生對(duì)電路中的電壓、電壓和內(nèi)阻及她們之間的關(guān)系很難理解清楚，本節(jié)內(nèi)容中提出的“想想議議”中的矛盾中學(xué)生很難理解清楚。
3重點(diǎn)難點(diǎn)
焦耳定理的理解及應(yīng)用
4教學(xué)過程4.1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1【導(dǎo)入】教學(xué)活動(dòng)
一、引入新課
觀察多媒體圖片問：
（1）燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有哪些覺得？為何？
（2）電吊扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部份有哪些覺得？為何？
中學(xué)生回答：覺得發(fā)燙。電壓流過導(dǎo)體形成熱（把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）.
再通過課本本節(jié)圖18.4-1引入新課。
二、進(jìn)行新課：
（一）多媒體講義演示實(shí)驗(yàn)：電壓通過導(dǎo)體形成熱量的多少與這些誘因有關(guān)
提出問題：電壓通過導(dǎo)體形成的熱量與這些誘因有關(guān)？
猜測(cè)與假定：
（1）可能與內(nèi)阻有關(guān)。內(nèi)阻越大，電壓形成的熱量越多
（2）可能與電壓有關(guān)。電壓越大，電壓形成的熱量越多
（3）可能與通電時(shí)間有關(guān)。通電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓形成的熱量越多
3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
討論
（1）當(dāng)一個(gè)數(shù)學(xué)量被推測(cè)與多個(gè)誘因有關(guān)，應(yīng)用哪些方式去研究？（控制變量法）
（2）用哪些方式和器材去觀察這些不可見的數(shù)學(xué)量？（轉(zhuǎn)換法）
電熱——?dú)怏w（或液體）受熱膨脹，觀察形成熱量的多少。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
（1）在電壓和時(shí)間相同的情況下，研究熱量和內(nèi)阻的關(guān)系；
（2）在內(nèi)阻和時(shí)間相同的情況下，研究熱量和電壓的關(guān)系；
（3）在電壓和內(nèi)阻相同的情況下，研究熱量和時(shí)間的關(guān)系；
4、多媒體演示實(shí)驗(yàn)：
介紹圖18.4-2的實(shí)驗(yàn)裝置，告訴中學(xué)生R1=5Ω，R2=10Ω，R1>R2；兩內(nèi)阻串聯(lián)I1=I2。
問：該實(shí)驗(yàn)的目的是哪些？（研究電壓通過導(dǎo)體形成的熱量跟導(dǎo)體內(nèi)阻大小的關(guān)系）
問：該實(shí)驗(yàn)的原理是哪些？觀察哪些？
向中學(xué)生述說：當(dāng)電壓通過內(nèi)阻絲R1、R2時(shí)，電壓形成的熱量就使兩個(gè)瓶中的空氣受熱容積膨脹，與瓶相連原先一樣高的液柱還會(huì)漸漸上升。電壓形成的熱量越多，液柱還會(huì)上升得越高。我們可以通過管中液柱上升的高度比較電壓形成熱量的多少。
班主任多媒體直觀演示實(shí)驗(yàn)1
剖析：
問：比較左右兩液柱的高低，哪些相同？（I、t相同），哪些不同？（R不同，R1＞R2；玻璃管液柱上升的高度不同，h1
引導(dǎo)中學(xué)生回答：在通電電壓和通電時(shí)間相同的條件下，內(nèi)阻越大，電壓形成的熱量越多。
班主任多媒體直觀演示實(shí)驗(yàn)2
問：比較左右兩側(cè)液柱的高低，同上問（略）。
引導(dǎo)中學(xué)生回答：在內(nèi)阻和通電時(shí)間相同的條件下，電壓越大，電壓形成的熱量越多
班主任多媒體直觀演示實(shí)驗(yàn)3
引導(dǎo)中學(xué)生回答：在通電電壓和內(nèi)阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓形成的熱量越多。
5、實(shí)驗(yàn)推論
（二）焦耳定理
師生共同歸納，班主任強(qiáng)調(diào)，美國(guó)化學(xué)學(xué)家焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出焦耳定理。
1、內(nèi)容：電壓通過導(dǎo)體形成的熱量跟電壓的平方成反比，跟導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，跟通電時(shí)間成反比。
2、公式：Q＝I2Rt。
3、單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定理是實(shí)驗(yàn)定理，在此可向中學(xué)生講一些焦耳的故事，以迸發(fā)中學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，不怕困難，敢于攀越的精神。
4、指出：焦耳定理適用于任何用家電的熱量估算，對(duì)只存在電壓熱效應(yīng)的電路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt來(lái)估算熱量。
5、例題：
例1：一根60?的阻值絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共形成多少熱量？
例2：某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V,2A”它的線圈內(nèi)阻為5?，當(dāng)它正常工作1min后，消耗的電能為多少？線圈中形成的熱量為多少？如果沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？
6、討論
（1）第一個(gè)中的為何：覺察不出和燈相連的電纜線發(fā)熱
剖析：由于燈泡和電纜線流過相同的電壓，燈泡發(fā)光時(shí)的阻值比電纜線的內(nèi)阻大得多，依據(jù)焦?fàn)柖ɡ鞶=I2Rt可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電壓通過燈泡形成的熱量比通過電纜線形成的熱量大得多。為此，燈泡熱得發(fā)光，電纜線的發(fā)熱卻察覺不下來(lái)。
（2）第二個(gè)為何：家庭電路中使用總功率過大的用家電可能導(dǎo)致火警
剖析：大功率的用家電用電纜線聯(lián)接在照明電路中時(shí)，因?yàn)檎彰麟娐返?a href='http://www.njxqhms.com/jiaoyou/15151.html' title='為什么電動(dòng)車充電非得「標(biāo)準(zhǔn)化」?' target='_blank'>電流是一定的，從P=UI可知，在電纜線的內(nèi)阻相同的情況下，跟用家電相連的電纜線中通過的電壓比跟燈泡相連的電纜線中通過的電壓大得多。按照Q=I2Rt可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電壓通過跟用家電相連的電纜線形成的熱量比通過跟燈泡相連的電纜線形成的熱量大得多。因而跟用家電相連的電纜線明顯發(fā)熱，有可能燒毀它的絕緣皮，甚至導(dǎo)致火警。
（三）電熱的借助和避免
結(jié)合多媒體講義，讓中學(xué)生列出出生活中借助和避免電熱的實(shí)例，最后班主任歸納點(diǎn)撥
三、課堂達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)
課本“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)數(shù)學(xué)”第1、2小題
四、課堂小結(jié)
一.電壓的熱效應(yīng)
1.定義:電壓通過導(dǎo)體導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象.
2.實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
二.電熱器
1.定義:將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置.
2.原理:電壓的熱效應(yīng).
3.組成:電熱器的主要組成部份是發(fā)熱體.
三.焦耳定理(控制變量法、轉(zhuǎn)換法)
1.內(nèi)容:電壓通過導(dǎo)體形成的熱量,與電壓的平方成反比,與導(dǎo)體的阻值成反比,與通過時(shí)間成反比.
2.公式:Q=I2Rt
3.單位:電壓---安(A)內(nèi)阻---歐(Ω)
時(shí)間---秒(s)熱量---焦(J)
教學(xué)反省：
第4節(jié)焦耳定理
課時(shí)設(shè)計(jì)課堂實(shí)錄
第4節(jié)焦耳定理
1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1【導(dǎo)入】教學(xué)活動(dòng)
一、引入新課
觀察多媒體圖片問：
（1）燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有哪些覺得？為何？
（2）電吊扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部份有哪些覺得？為何？
中學(xué)生回答：覺得發(fā)燙。電壓流過導(dǎo)體形成熱（把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）.
再通過課本本節(jié)圖18.4-1引入新課。
二、進(jìn)行新課：
（一）多媒體講義演示實(shí)驗(yàn)：電壓通過導(dǎo)體形成熱量的多少與這些誘因有關(guān)
提出問題：電壓通過導(dǎo)體形成的熱量與這些誘因有關(guān)？
猜測(cè)與假定：
（1）可能與內(nèi)阻有關(guān)。內(nèi)阻越大，電壓形成的熱量越多
（2）可能與電壓有關(guān)。電壓越大，電壓形成的熱量越多
（3）可能與通電時(shí)間有關(guān)。通電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓形成的熱量越多
3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
討論
（1）當(dāng)一個(gè)數(shù)學(xué)量被推測(cè)與多個(gè)誘因有關(guān)，應(yīng)用哪些方式去研究？（控制變量法）
（2）用哪些方式和器材去觀察這些不可見的數(shù)學(xué)量？（轉(zhuǎn)換法）
電熱——?dú)怏w（或液體）受熱膨脹，觀察形成熱量的多少。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
（1）在電壓和時(shí)間相同的情況下，研究熱量和內(nèi)阻的關(guān)系；
（2）在內(nèi)阻和時(shí)間相同的情況下，研究熱量和電壓的關(guān)系；
（3）在電壓和內(nèi)阻相同的情況下，研究熱量和時(shí)間的關(guān)系；
4、多媒體演示實(shí)驗(yàn)：
介紹圖18.4-2的實(shí)驗(yàn)裝置，告訴中學(xué)生R1=5Ω，R2=10Ω，R1>R2；兩內(nèi)阻串聯(lián)I1=I2。
問：該實(shí)驗(yàn)的目的是哪些？（研究電壓通過導(dǎo)體形成的熱量跟導(dǎo)體內(nèi)阻大小的關(guān)系）
問：該實(shí)驗(yàn)的原理是哪些？觀察哪些？
向中學(xué)生述說：當(dāng)電壓通過內(nèi)阻絲R1、R2時(shí)，電壓形成的熱量就使兩個(gè)瓶中的空氣受熱容積膨脹，與瓶相連原先一樣高的液柱還會(huì)漸漸上升。電壓形成的熱量越多，液柱還會(huì)上升得越高。我們可以通過管中液柱上升的高度比較電壓形成熱量的多少。
班主任多媒體直觀演示實(shí)驗(yàn)1
剖析：
問：比較左右兩液柱的高低，哪些相同？（I、t相同），哪些不同？（R不同，R1＞R2；玻璃管液柱上升的高度不同，h1
引導(dǎo)中學(xué)生回答：在通電電壓和通電時(shí)間相同的條件下，內(nèi)阻越大，電壓形成的熱量越多。
班主任多媒體直觀演示實(shí)驗(yàn)2
問：比較左右兩側(cè)液柱的高低，同上問（略）。
引導(dǎo)中學(xué)生回答：在內(nèi)阻和通電時(shí)間相同的條件下，電壓越大，電壓形成的熱量越多
班主任多媒體直觀演示實(shí)驗(yàn)3
引導(dǎo)中學(xué)生回答：在通電電壓和內(nèi)阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓形成的熱量越多。
5、實(shí)驗(yàn)推論
（二）焦耳定理
師生共同歸納焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置圖，班主任強(qiáng)調(diào)，美國(guó)化學(xué)學(xué)家焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出焦耳定理。
1、內(nèi)容：電壓通過導(dǎo)體形成的熱量跟電壓的平方成反比，跟導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比，跟通電時(shí)間成反比。
2、公式：Q＝I2Rt。
3、單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定理是實(shí)驗(yàn)定理，在此可向中學(xué)生講一些焦耳的故事，以迸發(fā)中學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，不怕困難，敢于攀越的精神。
4、指出：焦耳定理適用于任何用家電的熱量估算，對(duì)只存在電壓熱效應(yīng)的電路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt來(lái)估算熱量。
5、例題：
例1：一根60?的阻值絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共形成多少熱量？
例2：某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V,2A”它的線圈內(nèi)阻為5?，當(dāng)它正常工作1min后焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置圖，消耗的電能為多少？線圈中形成的熱量為多少？如果沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？
6、討論
（1）第一個(gè)中的為何：覺察不出和燈相連的電纜線發(fā)熱
剖析：由于燈泡和電纜線流過相同的電壓，燈泡發(fā)光時(shí)的阻值比電纜線的內(nèi)阻大得多，依據(jù)焦?fàn)柖ɡ鞶=I2Rt可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電壓通過燈泡形成的熱量比通過電纜線形成的熱量大得多。為此，燈泡熱得發(fā)光，電纜線的發(fā)熱卻察覺不下來(lái)。
（2）第二個(gè)為何：家庭電路中使用總功率過大的用家電可能導(dǎo)致火警
剖析：大功率的用家電用電纜線聯(lián)接在照明電路中時(shí)，因?yàn)檎彰麟娐返碾娏魇且欢ǖ模瑥腜=UI可知，在電纜線的內(nèi)阻相同的情況下，跟用家電相連的電纜線中通過的電壓比跟燈泡相連的電纜線中通過的電壓大得多。按照Q=I2Rt可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電壓通過跟用家電相連的電纜線形成的熱量比通過跟燈泡相連的電纜線形成的熱量大得多。因而跟用家電相連的電纜線明顯發(fā)熱，有可能燒毀它的絕緣皮，甚至導(dǎo)致火警。
（三）電熱的借助和避免
結(jié)合多媒體講義，讓中學(xué)生列出出生活中借助和避免電熱的實(shí)例，最后班主任歸納點(diǎn)撥
三、課堂達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)
課本“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)數(shù)學(xué)”第1、2小題
四、課堂小結(jié)
一.電壓的熱效應(yīng)
1.定義:電壓通過導(dǎo)體導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象.
2.實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
二.電熱器
1.定義:將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置.
2.原理:電壓的熱效應(yīng).
3.組成:電熱器的主要組成部份是發(fā)熱體.
三.焦耳定理(控制變量法、轉(zhuǎn)換法)
1.內(nèi)容:電壓通過導(dǎo)體形成的熱量,與電壓的平方成反比,與導(dǎo)體的阻值成反比,與通過時(shí)間成反比.
2.公式:Q=I2Rt
3.單位:電壓---安(A)內(nèi)阻---歐(Ω)
時(shí)間---秒(s)熱量---焦(J)
教學(xué)反省：