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[!--downpath--]周錦舉
區域：上海-廣州-永川
校區：鄭州市匯川區翔龍小學
共1節課
第 4 節焦耳定理
1 教學目標
（一）知識與技能： 1、了解電壓的發熱效應。
2. 在觀察和實驗的基礎上介紹焦耳定理。
（二）過程與技巧： 1、通過推導電功率的估算公式和焦耳定理，培養中學生的分析能力。
分析和推理能力。
2.了解焦耳定理的內容、公式、單位及應用。
(3)情感、態度和價值觀：提高動手觀察能力，激發中學生學習數學的興趣，理解數學與科技的聯系。 通過電能和其他形式能量的轉換和守恒，進一步滲透辯證唯心主義教育。
2 學業情況分析
中學生學好這些知識是非常有必要的。 重點：理解電功率和電功率以及焦耳定理。 難點：幫助中學生理解電壓做功和電壓通過導體發熱的區別和聯系是本節教學的難點，避免中學生亂用公式。 重點：本節教學的重點是做好渾濁體放熱及成因相關的實驗。 在推導出焦耳定理后，介紹焦耳定理的公式及其在生活和生產中的應用。
3 重點難點
教學重點：①阻力概念的完善；
②通過實驗探索，了解決定導體內阻的原因。
教學難點：通過實驗探索，了解內阻與什么誘因有關。
4 教學過程 4.1 第一學期教學活動 1 [導言] 1
1.導入
問題：（1）燈泡點亮一段時間后，用手觸摸燈泡時感覺如何？ 為什么？
(2)電動吊扇使用一段時間后，用手觸摸電機部分感覺如何？ 為什么？
活動二【講座】2
(1) 示范實驗：
①介紹實驗裝置，告訴中學生RA>RB，RB=RC，通電后，IA=IB，IB<IC（I值可由電壓表指示得知）
②Q：這個實驗的目的是什么？ （研究電壓通過導體產生的熱量與什么感應有關）hm
③Q：這個實驗的原理是什么？ 觀察什么？ 給中學生解釋一下：當電壓通過內電阻絲A、B、C時，電壓產生的熱量會使三個瓶子里的煤油溫度下降，體積膨脹，而液體瓶蓋中原本高度相同的柱子會逐漸升高。 電壓產生的熱量越多，液位就會上升得越高。 我們可以比較一下三個管子中液位上升時電壓產生的熱量。
④教師演示實驗，同時記錄三根管子中的煤油液位：hC>hA>hB。
三個條件：
第一個實驗：兩個串聯的電阻值電壓相同，加熱時間相同，A瓶的阻值比B瓶大，A瓶內的煤油升得更高。 說明內阻越大，電壓越高，發熱越多。
第二次實驗：待兩根玻璃管內的液柱回落到同一高度后，調節滑動變阻器，調高電壓，重做實驗，使通電時間與上次相同。 兩個實驗比較了A瓶前后煤油的上升高度，第二個十字煤油上升的高度越高，說明電壓越大，電壓產生的熱量越多。
第三個實驗：如果延長通電時間，瓶內的煤油升得更高，說明通電時間越長，電壓產生的熱量越多。
⑤分析：
問題：比較兩瓶 A 和 B，哪些是相同的？ 有什么不同？ 解釋什么？
引導中學生回答：在通電電壓和通電時間相同的情況下，內阻越大，電壓產生的熱量越多。
問題：比較兩瓶 B 和 C。
（引導中學生回答：在內阻和通電時間相同的情況下，電壓越大，電壓產生的熱量越多。班主任強調：進一步研究表明，產生的熱量與電壓的平方。）
問題：在上面的實驗中，如果通電時間較長，瓶中的煤油會發生什么變化？ （中學生回答：越高） 引導中學生回答：在通電電壓和內阻相同的情況下，通電時間越長，電壓產生的熱量越多。
(2)師生共同歸納(班主任強調美國化學家焦耳通過大量實驗總結出焦耳定理)。
①內容：電壓通過導體產生的熱量與電流的平方成反比，與導體的電阻成反比，與通電時間成反比
②公式：Q=I2Rt。
③單位：IA、R-Ou、t-、Q-Jo。
注：焦耳定理是一個實驗定理，這里可以給中學生講一些焦耳的故事，以激發中學生刻苦學習、不怕困難、敢于攀登的精神。
(3) 根據電功率公式和歐姆定理，推導出焦耳定理。
如果電壓所做的功全部用于形成熱量，即Q=W。
而∵W=UIt，
根據歐姆定律 U=IR，
∴Q=W=UIt=I2Rt。
(4)強調：焦耳定理適用于任何家用電器的發熱量估算，Q=W=UIt=Pt=U2/Rt也可用于估算只有電壓發熱效應的電路的發熱量。
活動 3 [活動] 示例
例1、“”電烙鐵在額定電流下使用，每分鐘產生多少熱量？ 你有多少種方法可以解決這個問題？
（在一定條件下，根據電功公式和歐姆定理公式，推導成焦耳定理公式。如果電壓通過導體，其電能完全轉化為內能，而不會轉化為其他形式的電能）同時能量，即電壓所做的功全部用來形成熱量，這樣，電壓形成的熱量Q等于電壓所做的功W，即Q=WW =UIt，根據歐姆定律U=IR再引入焦耳定律Q=I2Rt，）
例2、電機正常工作時，線圈兩端電流為380V，線圈電阻為2Ω，通過線圈的電壓為10A。 電動機正常工作時，一秒鐘消耗的電能為___J，產生的熱量為___J。
活動四【練習】練習
課堂測量：
1、電壓通過導體時形成的熱量與導體的____成反比，與導體的____成反比。 這個定律叫做焦耳定理，數值表達式是。
2、電加熱器是由電壓的__作用制成的，其主要元件有。 電壓流過電加熱器所做的功全部用來形成____。
3、有兩根金屬內阻線，內阻分別為5Ω和15Ω。 將它們串聯起來，連接到一個電源的兩端。 它們的電壓之比為_____，同時形成的熱量之比為； 如果將它們并聯在同一電源的兩極之間，則通過它們的電壓之比為____，相等時間內形成的熱量之比為____。
活動五【測試】總結
總結：在內阻和通電時間相同的條件下，電壓越大，電壓產生的熱量越多。 進一步的研究表明，產生的熱量與電壓的平方成反比。
活動六【作業】6
手術
1、同事做了一個“電蚊香”。 它的加熱裝置是一個阻值為1.0×104Ω的內電阻。 將此電動滅蚊器連接到電源的兩端。 當電源兩端的電流為220V時，1分鐘內形成的熱量。
2、標有“220V、500W”（又稱“快熱”）的電暖器，正常工作20分鐘后形成的熱量為焦炭。 如果電加熱器放出的熱量全部被水吸收，在標準大氣壓____下（填“能”或“不能”），將2千克20℃的水加熱至沸騰。
3、將電阻為R的電熱絲接入恒流電源，3分鐘即可燒開一杯水。 現在用一個2R的電阻值，再接到這個電源上，同樣的水可以__分鐘燒開。 將一杯水燒開。
第 4 節焦耳定理
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第 4 節焦耳定理
一、第一學期教學活動 1 【導論】 1
1.導入
問題：（1）燈泡點亮一段時間后，用手觸摸燈泡時感覺如何？ 為什么？
(2)電動吊扇使用一段時間后，用手觸摸電機部分感覺如何？ 為什么？
活動二【講座】2
(1) 示范實驗：
①介紹實驗裝置，告訴中學生RA>RB，RB=RC，通電后，IA=IB，IB<IC（I值可由電壓表指示得知）
②Q：這個實驗的目的是什么？ （研究電壓通過導體產生的熱量與什么感應有關）hm
③Q：這個實驗的原理是什么？ 觀察什么？ 給中學生解釋一下：當電壓通過內電阻絲A、B、C時，電壓產生的熱量會使三個瓶子里的煤油溫度下降，體積膨脹，而液體瓶蓋中原本高度相同的柱子會逐漸升高。 電壓產生的熱量越多焦耳定律熱量計算公式，液位就會上升得越高。 我們可以比較一下三個管子中液位上升時電壓產生的熱量。
④教師演示實驗，同時記錄三根管子中的煤油液位：hC>hA>hB。
三個條件：
第一個實驗：兩個串聯的電阻值電壓相同，加熱時間相同，A瓶的阻值比B瓶大，A瓶內的煤油升得更高。 說明內阻越大，電壓越高，發熱越多。
第二次實驗：待兩根玻璃管內的液柱回落到同一高度后，調節滑動變阻器，調高電壓，重做實驗焦耳定律熱量計算公式，使通電時間與上次相同。 兩個實驗比較了A瓶前后煤油的上升高度，第二個十字煤油上升的高度越高，說明電壓越大，電壓產生的熱量越多。
第三個實驗：如果延長通電時間，瓶內的煤油升得更高，說明通電時間越長，電壓產生的熱量越多。
⑤分析：
問題：比較兩瓶 A 和 B，哪些是相同的？ 有什么不同？ 解釋什么？
引導中學生回答：在通電電壓和通電時間相同的情況下，內阻越大，電壓產生的熱量越多。
問題：比較兩瓶 B 和 C。
（引導中學生回答：在內阻和通電時間相同的情況下，電壓越大，電壓產生的熱量越多。班主任強調：進一步研究表明，產生的熱量與電壓的平方。）
問題：在上面的實驗中，如果通電時間較長，瓶中的煤油會發生什么變化？ （中學生回答：越高） 引導中學生回答：在通電電壓和內阻相同的情況下，通電時間越長，電壓產生的熱量越多。
(2)師生共同歸納(班主任強調美國化學家焦耳通過大量實驗總結出焦耳定理)。
①內容：電壓通過導體產生的熱量與電流的平方成反比，與導體的電阻成反比，與通電時間成反比
②公式：Q=I2Rt。
③單位：IA、R-Ou、t-、Q-Jo。
注：焦耳定理是一個實驗定理，這里可以給中學生講一些焦耳的故事，以激發中學生刻苦學習、不怕困難、敢于攀登的精神。
(3) 根據電功率公式和歐姆定理，推導出焦耳定理。
如果電壓所做的功全部用于形成熱量，即Q=W。
而∵W=UIt，
根據歐姆定律 U=IR，
∴Q=W=UIt=I2Rt。
(4)強調：焦耳定理適用于任何家用電器的發熱量估算，Q=W=UIt=Pt=U2/Rt也可用于估算只有電壓發熱效應的電路的發熱量。
活動 3 [活動] 示例
例1、“”電烙鐵在額定電流下使用，每分鐘產生多少熱量？ 你有多少種方法可以解決這個問題？
（在一定條件下，根據電功公式和歐姆定理公式，推導成焦耳定理公式。如果電壓通過導體，其電能完全轉化為內能，而不會轉化為其他形式的電能）同時能量，即電壓所做的功全部用來形成熱量，這樣，電壓形成的熱量Q等于電壓所做的功W，即Q=WW =UIt，根據歐姆定律U=IR再引入焦耳定律Q=I2Rt，）
例2、電機正常工作時，線圈兩端電流為380V，線圈電阻為2Ω，通過線圈的電壓為10A。 電動機正常工作時，一秒鐘消耗的電能為___J，產生的熱量為___J。
活動四【練習】練習
課堂測量：
1、電壓通過導體時形成的熱量與導體的____成反比，與導體的____成反比。 這個定律叫做焦耳定理，數值表達式是。
2、電加熱器是由電壓的__作用制成的，其主要元件有。 電壓流過電加熱器所做的功全部用來形成____。
3、有兩根金屬內阻線，內阻分別為5Ω和15Ω。 將它們串聯起來，連接到一個電源的兩端。 它們的電壓之比為_____，同時形成的熱量之比為； 如果將它們并聯在同一電源的兩極之間，則通過它們的電壓之比為____，相等時間內形成的熱量之比為____。
活動五【測試】總結
總結：在內阻和通電時間相同的條件下，電壓越大，電壓產生的熱量越多。 進一步的研究表明，產生的熱量與電壓的平方成反比。
活動六【作業】6
手術
1、同事做了一個“電蚊香”。 它的加熱裝置是一個阻值為1.0×104Ω的內電阻。 將此電動滅蚊器連接到電源的兩端。 當電源兩端的電流為220V時，1分鐘內形成的熱量。
2、標有“220V、500W”（又稱“快熱”）的電暖器，正常工作20分鐘后形成的熱量為焦炭。 如果電加熱器放出的熱量全部被水吸收，在標準大氣壓____下（填“能”或“不能”），將2千克20℃的水加熱至沸騰。
3、將電阻為R的電熱絲接入恒流電源，3分鐘即可燒開一杯水。 現在用一個2R的電阻值，再接到這個電源上，同樣的水可以__分鐘燒開。 將一杯水燒開。
標簽： 第 4 節，焦耳，定理，優秀，學習案例