夏繼銀
地區：廣東省-思茅-南華縣
校區：南華民族小學
共1課時
第4節焦耳定理中學數學人教2011課標版
1教學目標
1、能通過生活實例，認識電壓的熱效應。
2、能在實驗的基礎上引出焦耳定理，會用焦耳定理進行估算。
3、能用焦耳定理解釋生活中的簡單的現象.
4、通過學習電熱的借助和避免，學會辨證地看問題。
2學情剖析
焦耳定理是小學數學學習的重要定理之一，是能量守恒定理在電能與內能之間轉化的具體彰顯，教材在電功、電功率然后安排焦耳定理，符合中學生的認知規律。中學數學熱學對于大部份中學生而言變得有點具象，中學生對電路中的電壓、電壓和內阻及她們之間的關系很難理解清楚，本節內容中提出的“想想議議”中的矛盾中學生很難理解清楚。
3重點難點
焦耳定理的理解及應用
4教學過程4.1第一學時教學活動活動1【導入】教學活動
一、引入新課
觀察多媒體圖片問：
（1）燈泡發光一段時間后，用手觸摸燈泡，有哪些覺得？為何？
（2）電吊扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部份有哪些覺得？為何？
中學生回答：覺得發燙。電壓流過導體形成熱（把電能轉化為內能）.
再通過課本本節圖18.4-1引入新課。
二、進行新課：
（一）多媒體講義演示實驗：電壓通過導體形成熱量的多少與這些誘因有關
提出問題：電壓通過導體形成的熱量與這些誘因有關？
猜測與假定：
（1）可能與內阻有關。內阻越大，電壓形成的熱量越多
（2）可能與電壓有關。電壓越大，電壓形成的熱量越多
（3）可能與通電時間有關。通電時間越長，電壓形成的熱量越多
3、設計實驗
討論
（1）當一個數學量被推測與多個誘因有關，應用哪些方式去研究？（控制變量法）
（2）用哪些方式和器材去觀察這些不可見的數學量？（轉換法）
電熱——氣體（或液體）受熱膨脹，觀察形成熱量的多少。
實驗設計
（1）在電壓和時間相同的情況下，研究熱量和內阻的關系；
（2）在內阻和時間相同的情況下，研究熱量和電壓的關系；
（3）在電壓和內阻相同的情況下，研究熱量和時間的關系；
4、多媒體演示實驗：
介紹圖18.4-2的實驗裝置，告訴中學生R1=5Ω，R2=10Ω，R1>R2；兩內阻串聯I1=I2。
問：該實驗的目的是哪些？（研究電壓通過導體形成的熱量跟導體內阻大小的關系）
問：該實驗的原理是哪些？觀察哪些？
向中學生述說：當電壓通過內阻絲R1、R2時，電壓形成的熱量就使兩個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漸漸上升。電壓形成的熱量越多，液柱還會上升得越高。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驗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
引導中學生回答：在通電電壓和通電時間相同的條件下，內阻越大，電壓形成的熱量越多。
班主任多媒體直觀演示實驗2
問：比較左右兩側液柱的高低，同上問（略）。
引導中學生回答：在內阻和通電時間相同的條件下，電壓越大，電壓形成的熱量越多
班主任多媒體直觀演示實驗3
引導中學生回答：在通電電壓和內阻相同的條件下，通電時間越長，電壓形成的熱量越多。
5、實驗推論
（二）焦耳定理
師生共同歸納，班主任強調，美國化學學家焦耳通過大量的實驗，總結出焦耳定理。
1、內容：電壓通過導體形成的熱量跟電壓的平方成反比，跟導體的內阻成反比，跟通電時間成反比。
2、公式：Q＝I2Rt。
3、單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定理是實驗定理，在此可向中學生講一些焦耳的故事，以迸發中學生刻苦學習，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，對只存在電壓熱效應的電路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt來估算熱量。
5、例題：
例1：一根60?的阻值絲接在36V的電源上，在5min內共形成多少熱量？
例2：某電動機上標有“220V,2A”它的線圈內阻為5?，當它正常工作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，則得到多少的機械能？
6、討論
（1）第一個中的為何：覺察不出和燈相連的電纜線發熱
剖析：由于燈泡和電纜線流過相同的電壓，燈泡發光時的阻值比電纜線的內阻大得多，依據焦爾定理Q=I2Rt可知，在相同的時間內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，燈泡熱得發光，電纜線的發熱卻察覺不下來。
（2）第二個為何：家庭電路中使用總功率過大的用家電可能導致火警
剖析：大功率的用家電用電纜線聯接在照明電路中時，因為照明電路的電流是一定的，從P=UI可知，在電纜線的內阻相同的情況下，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，在相同的時間內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熱，有可能燒毀它的絕緣皮，甚至導致火警。
（三）電熱的借助和避免
結合多媒體講義，讓中學生列出出生活中借助和避免電熱的實例，最后班主任歸納點撥
三、課堂達標測評
課本“動手動腦學數學”第1、2小題
四、課堂小結
一.電壓的熱效應
1.定義:電壓通過導體導體會發熱的現象.
2.實質:電能轉化為內能.
二.電熱器
1.定義:將電能轉化為內能的裝置.
2.原理:電壓的熱效應.
3.組成:電熱器的主要組成部份是發熱體.
三.焦耳定理(控制變量法、轉換法)
1.內容:電壓通過導體形成的熱量,與電壓的平方成反比,與導體的阻值成反比,與通過時間成反比.
2.公式:Q=I2Rt
3.單位:電壓---安(A)內阻---歐(Ω)
時間---秒(s)熱量---焦(J)
教學反省：
第4節焦耳定理
課時設計課堂實錄
第4節焦耳定理
1第一學時教學活動活動1【導入】教學活動
一、引入新課
觀察多媒體圖片問：
（1）燈泡發光一段時間后，用手觸摸燈泡，有哪些覺得？為何？
（2）電吊扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部份有哪些覺得？為何？
中學生回答：覺得發燙。電壓流過導體形成熱（把電能轉化為內能）.
再通過課本本節圖18.4-1引入新課。
二、進行新課：
（一）多媒體講義演示實驗：電壓通過導體形成熱量的多少與這些誘因有關
提出問題：電壓通過導體形成的熱量與這些誘因有關？
猜測與假定：
（1）可能與內阻有關。內阻越大，電壓形成的熱量越多
（2）可能與電壓有關。電壓越大，電壓形成的熱量越多
（3）可能與通電時間有關。通電時間越長，電壓形成的熱量越多
3、設計實驗
討論
（1）當一個數學量被推測與多個誘因有關，應用哪些方式去研究？（控制變量法）
（2）用哪些方式和器材去觀察這些不可見的數學量？（轉換法）
電熱——氣體（或液體）受熱膨脹，觀察形成熱量的多少。
實驗設計
（1）在電壓和時間相同的情況下，研究熱量和內阻的關系；
（2）在內阻和時間相同的情況下，研究熱量和電壓的關系；
（3）在電壓和內阻相同的情況下，研究熱量和時間的關系；
4、多媒體演示實驗：
介紹圖18.4-2的實驗裝置，告訴中學生R1=5Ω，R2=10Ω，R1>R2；兩內阻串聯I1=I2。
問：該實驗的目的是哪些？（研究電壓通過導體形成的熱量跟導體內阻大小的關系）
問：該實驗的原理是哪些？觀察哪些？
向中學生述說：當電壓通過內阻絲R1、R2時，電壓形成的熱量就使兩個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漸漸上升。電壓形成的熱量越多，液柱還會上升得越高。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驗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
引導中學生回答：在通電電壓和通電時間相同的條件下，內阻越大，電壓形成的熱量越多。
班主任多媒體直觀演示實驗2
問：比較左右兩側液柱的高低，同上問（略）。
引導中學生回答：在內阻和通電時間相同的條件下，電壓越大，電壓形成的熱量越多
班主任多媒體直觀演示實驗3
引導中學生回答：在通電電壓和內阻相同的條件下，通電時間越長，電壓形成的熱量越多。
5、實驗推論
（二）焦耳定理
師生共同歸納焦耳定律實驗裝置圖，班主任強調，美國化學學家焦耳通過大量的實驗，總結出焦耳定理。
1、內容：電壓通過導體形成的熱量跟電壓的平方成反比，跟導體的內阻成反比，跟通電時間成反比。
2、公式：Q＝I2Rt。
3、單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定理是實驗定理，在此可向中學生講一些焦耳的故事，以迸發中學生刻苦學習，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，對只存在電壓熱效應的電路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt來估算熱量。
5、例題：
例1：一根60?的阻值絲接在36V的電源上，在5min內共形成多少熱量？
例2：某電動機上標有“220V,2A”它的線圈內阻為5?，當它正常工作1min后焦耳定律實驗裝置圖，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，則得到多少的機械能？
6、討論
（1）第一個中的為何：覺察不出和燈相連的電纜線發熱
剖析：由于燈泡和電纜線流過相同的電壓，燈泡發光時的阻值比電纜線的內阻大得多，依據焦爾定理Q=I2Rt可知，在相同的時間內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，燈泡熱得發光，電纜線的發熱卻察覺不下來。
（2）第二個為何：家庭電路中使用總功率過大的用家電可能導致火警
剖析：大功率的用家電用電纜線聯接在照明電路中時，因為照明電路的電流是一定的，從P=UI可知，在電纜線的內阻相同的情況下，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，在相同的時間內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熱，有可能燒毀它的絕緣皮，甚至導致火警。
（三）電熱的借助和避免
結合多媒體講義，讓中學生列出出生活中借助和避免電熱的實例，最后班主任歸納點撥
三、課堂達標測評
課本“動手動腦學數學”第1、2小題
四、課堂小結
一.電壓的熱效應
1.定義:電壓通過導體導體會發熱的現象.
2.實質:電能轉化為內能.
二.電熱器
1.定義:將電能轉化為內能的裝置.
2.原理:電壓的熱效應.
3.組成:電熱器的主要組成部份是發熱體.
三.焦耳定理(控制變量法、轉換法)
1.內容:電壓通過導體形成的熱量,與電壓的平方成反比,與導體的阻值成反比,與通過時間成反比.
2.公式:Q=I2Rt
3.單位:電壓---安(A)內阻---歐(Ω)
時間---秒(s)熱量---焦(J)
教學反省：