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[!--downpath--]辛俊龍
區域：湖南省-蘭州市-嘉蔭縣
中學：嘉蔭縣溪渠橋鎮渠小學
共1節課
第 4 節焦耳定理
1 教學目標
一、知識與技能
知道電壓的熱效應；
了解焦耳定理的內容、公式、單位和應用。
2.工藝與技巧
通過實驗探索了電壓熱效應與內阻之間的關系。
3. 情緒、態度和價值觀
通過研究電熱知識，對理解科學很有幫助。
2 重點難點
電壓的熱效應：電能...熱能
熱效應的估算公式：利用Q=I2Rt。
3 教學過程 3.1 第一學期教學活動 1 [] 教學過程：
1.創建場景并引入新課程
星期天，小明爸爸叮囑小明出門前不要看電視，要先寫完作業，但爸爸媽媽一走小明就看電視，直到媽媽回來才開始寫作業。 媽媽問小明為什么沒有完成作業。 小明說作業太難了，但是小明的爸爸才知道小明騙了一招。 請問，他父親是怎么做到的？
班主任聯覺：你有沒有類似的經歷，這個故事對你有什么啟示？
2. 走進新課堂，科學探究
(1) 電壓的熱效應
1、電流通過導體時，電能會轉化為熱能。 （電熱）這種現象稱為電壓熱效應。
（當電壓通過導體時，導體會發熱）
2、思考：電爐絲通過導線與電路相連，電爐絲與導線通過相同的電壓。 為什么電爐絲發熱發脹，但絲幾乎不發熱？ 換句話說，電壓通過導體時形成多少熱量與哪些激勵有關？
(2)探索——電流的熱效應產生的原因是什么
【猜想與假設】
1、可能與電阻值有關：內阻越大，電壓熱效應越大
2、可能與電壓有關：電壓越大，電壓的熱效應越大
3、可能與開機時間有關：開機時間越長，電壓熱效應越大
【設計實驗】應采用控制變量的方式
實驗 1 - 探索電熱與電阻之間的關系
應控制的數學量：等電壓和通電時間
待改化學量：內阻
思考：兩根內阻不同的導體怎么會有相等的電壓和導通時間？
設計實驗：
R1>R2
進行實驗：班主任老師介紹
思考：通電一定時間后，比較兩瓶煤油溫度值的變化。 你所看到的說明了什么？
實驗表明：在相同電壓和通電時間下，內阻越大純電阻電路焦耳定律，形成的熱量越多。
實驗 2 - 探索電熱與電壓之間的關系
需要控制的數學量：內阻和通電時間
應改變的化學量：電壓的大小
思考：如何選擇內阻？ 如何控制開機時間？ 如何改變電壓？
設計實驗
思考：滑動變阻器的作用有哪些？
進行實驗：班主任老師介紹
思考：當電壓不同時，產生的熱量是否相同？
實驗表明：在通電時間不變、電阻相同的情況下，鉛酸合金線的通過電壓越大，發熱越多。
實驗三——探究電??熱與通電時間的關系
需要控制的數學量：內阻和電壓
應改變的化學量：通電時間的長短
設計實驗
進行實驗：班主任老師介紹
實驗推斷：在相同電壓和內阻條件下，通電時間越長，形成的熱量越多。
(3) 焦耳定理
日本化學家焦耳于1840年最先準確測定電壓通過導體所產生的熱量與電壓的平方成反比，與導體的內阻成反比，與通電時間成反比1840 年。將此定律稱為焦耳定理。
符號的含義及其單位：
練習：20Ω內阻導線接12V電源，10分鐘內產生多少熱量？
解：根據I=U/R=12V÷20Ω=0.6A
10分鐘=600秒
Q=I2Rt=(0.6A)2×20Ω×600S=4320J
答：正常工作10分鐘，發熱量4320J。
(4)電加熱與電功率的關系
想一想：電爐是否具有與電吊扇相同的運行特性？ 區別在哪里？
導言：電爐工作時，消耗的電能全部用于產生熱量，而電吊扇工作時，消耗的電能主要轉化為動能，產生的熱量相對較少.
純內阻電路：
像電爐一樣，當電壓通過導體時，如果電能全部轉化為熱能，而沒有同時轉化為其他形式的能量，則電壓產生的熱量Q等于消耗的電能W , 即 Q=W=UIt
（白熾燈泡、電爐絲等各種電熱器均可看成純內阻電路。）
純內阻電路中焦耳定理的推導：
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I2Rt=U(U/R)t=U2/Rt
在消耗的電能全部用于形成熱能的情況下，根據電功率公式和歐姆定律公式可以推導出焦耳定律。
非純內阻電路：
電吊扇等主要將電能轉化為其他形式能量，少量電能轉化為電熱的家用電器。 （例如：空調、冰箱、電視）
消耗的功率小于形成的熱量：W(=UIt)>Q(I2Rt)
注：富含電動機的電路均為非純內阻電路
練習2：有一個電機，線圈內阻為10Ω，正常工作電流為220V，工作電壓為3.5A。 正常工作一小時耗電量是多少？ 形成多少熱量？
解：所消耗的電能W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S==2.5344×106J
形成的熱量Q=I2Rt=(3.5A)2×10Ω×3600S==4.41×105J
可見：W>Q，此時歐姆定理成立？
中學生回答：沒有
3.知識總結：根據黑板書總結
活動二【練習】課堂練習
4.課堂練習
1、下列家用電器中，利用電壓熱效應工作的是（ ）
A. 電機 B. 電吊扇 C. 冰箱 D. 電熨斗
2、當電加熱器的輸入電壓為0.5A時，1分鐘內會形成100J的熱量。 如果通過它的電壓是1A，通電1分鐘內會產生多少熱量？
w2;?15;l16;=2;??p19;8;P?1;ily: black body;font-size:12.;mso-font-:1.;">1,電流熱效應：電能量……熱能
熱效應的估算公式：利用Q=I2Rt。
活動三【活動】教學雜記
五、教學雜項： 1、重點講解熱效應的影響和誘導。
2、讓中學生通過練習來學習使用公式。
?11;3;?14;?16;?2;8;??1;??p19;p;C。 冰箱 D. 電熨斗
2、當電加熱器的輸入電壓為0.5A時，1分鐘內會形成100J的熱量。 如果通過它的電壓是1A，通電1分鐘內會產生多少熱量？
活動四【活動】板書設計
6.黑板設計：
1、電流的熱效應：當電壓通過導體時，電能會轉化為熱能。 （電熱）這種現象稱為電壓熱效應。 （當電壓通過導體時，導體會發熱）
2.探索——電流熱效應的原因是什么
3、焦耳定理：電壓通過導體產生的熱量與電壓的平方成反比，與導體的內阻成反比，與通電時間成反比。
公式：Q=I2Rt
符號的含義及其單位：
4、電加熱與電功率的關系
純內阻電路：Q=W=UIt
非純內阻電路：W(=UIt)>Q(I2Rt)
第 4 節焦耳定理
課程設計 課堂記錄
第 4 節焦耳定理
一、第一學期教學活動 活動一【活動】 教學過程：
1.創建場景并引入新課程
星期天，小明爸爸叮囑小明出門前不要看電視，要先寫完作業，但爸爸媽媽一走小明就看電視，直到媽媽回來才開始寫作業。 媽媽問小明為什么沒有完成作業。 小明說作業太難了，但是小明的爸爸才知道小明騙了一招。 請問，他父親是怎么做到的？
班主任聯覺：你有沒有類似的經歷，這個故事對你有什么啟示？
2. 走進新課堂，科學探究
(1) 電壓的熱效應
1、電流通過導體時，電能會轉化為熱能。 （電熱）這種現象稱為電壓熱效應。
（當電壓通過導體時，導體會發熱）
2、思考：電爐絲通過導線與電路相連，電爐絲與導線通過相同的電壓。 為什么電爐絲發熱發脹，但絲幾乎不發熱？ 換句話說，電壓通過導體時形成多少熱量與哪些激勵有關？
(2)探索——電流的熱效應產生的原因是什么
【猜想與假設】
1、可能與電阻值有關：內阻越大，電壓熱效應越大
2、可能與電壓有關：電壓越大，電壓的熱效應越大
3、可能與開機時間有關：開機時間越長，電壓熱效應越大
【設計實驗】應采用控制變量的方式
實驗 1 - 探索電熱與電阻之間的關系
應控制的數學量：等電壓和通電時間
待改化學量：內阻
思考：兩根內阻不同的導體怎么會有相等的電壓和導通時間？
設計實驗：
R1>R2
進行實驗：班主任老師介紹
思考：通電一定時間后純電阻電路焦耳定律，比較兩瓶煤油溫度值的變化。 你所看到的說明了什么？
實驗表明：在相同電壓和通電時間下，內阻越大，形成的熱量越多。
實驗 2 - 探索電熱與電壓之間的關系
需要控制的數學量：內阻和通電時間
應改變的化學量：電壓的大小
思考：如何選擇內阻？ 如何控制開機時間？ 如何改變電壓？
設計實驗
思考：滑動變阻器的作用有哪些？
進行實驗：班主任老師介紹
思考：當電壓不同時，產生的熱量是否相同？
實驗表明：在通電時間不變、電阻相同的情況下，鉛酸合金線的通過電壓越大，發熱越多。
實驗三——探究電??熱與通電時間的關系
需要控制的數學量：內阻和電壓
應改變的化學量：通電時間的長短
設計實驗
進行實驗：班主任老師介紹
實驗推斷：在相同電壓和內阻條件下，通電時間越長，形成的熱量越多。
(3) 焦耳定理
日本化學家焦耳于1840年最先準確測定電壓通過導體所產生的熱量與電壓的平方成反比，與導體的內阻成反比，與通電時間成反比1840 年。將此定律稱為焦耳定理。
符號的含義及其單位：
練習：20Ω內阻導線接12V電源，10分鐘內產生多少熱量？
解：根據I=U/R=12V÷20Ω=0.6A
10分鐘=600秒
Q=I2Rt=(0.6A)2×20Ω×600S=4320J
答：正常工作10分鐘，發熱量4320J。
(4)電加熱與電功率的關系
想一想：電爐是否具有與電吊扇相同的運行特性？ 區別在哪里？
導言：電爐工作時，消耗的電能全部用于產生熱量，而電吊扇工作時，消耗的電能主要轉化為動能，產生的熱量相對較少.
純內阻電路：
像電爐一樣，當電壓通過導體時，如果電能全部轉化為熱能，而沒有同時轉化為其他形式的能量，則電壓產生的熱量Q等于消耗的電能W , 即 Q=W=UIt
（白熾燈泡、電爐絲等各種電熱器均可看成純內阻電路。）
純內阻電路中焦耳定理的推導：
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I2Rt=U(U/R)t=U2/Rt
在消耗的電能全部用于形成熱能的情況下，根據電功率公式和歐姆定律公式可以推導出焦耳定律。
非純內阻電路：
電吊扇等主要將電能轉化為其他形式能量，少量電能轉化為電熱的家用電器。 （例如：空調、冰箱、電視）
消耗的功率小于形成的熱量：W(=UIt)>Q(I2Rt)
注：富含電動機的電路均為非純內阻電路
練習2：有一個電機，線圈內阻為10Ω，正常工作電流為220V，工作電壓為3.5A。 正常工作一小時耗電量是多少？ 形成多少熱量？
解：所消耗的電能W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S==2.5344×106J
形成的熱量Q=I2Rt=(3.5A)2×10Ω×3600S==4.41×105J
可見：W>Q，此時歐姆定理成立？
中學生回答：沒有
3.知識總結：根據黑板書總結
活動二【練習】課堂練習
4.課堂練習
1、下列家用電器中，利用電壓熱效應工作的是（ ）
A. 電機 B. 電吊扇 C. 冰箱 D. 電熨斗
2、當電加熱器的輸入電壓為0.5A時，1分鐘內會形成100J的熱量。 如果通過它的電壓是1A，通電1分鐘內會產生多少熱量？
w2;?15;l16;=2;??p19;8;P?1;ily: black body;font-size:12.;mso-font-:1.;">1,電流熱效應：電能量……熱能
熱效應的估算公式：利用Q=I2Rt。
活動三【活動】教學雜記
五、教學雜項： 1、重點講解熱效應的影響和誘導。
2、讓中學生通過練習來學習使用公式。
?11;3;?14;?16;?2;8;??1;??p19;p;C。 冰箱 D. 電熨斗
2、當電加熱器的輸入電壓為0.5A時，1分鐘內會形成100J的熱量。 如果通過它的電壓是1A，通電1分鐘內會產生多少熱量？
活動四【活動】板書設計
6.黑板設計：
1、電流的熱效應：當電壓通過導體時，電能會轉化為熱能。 （電熱）這種現象稱為電壓熱效應。 （當電壓通過導體時，導體會發熱）
2.探索——電流熱效應的原因是什么
3、焦耳定理：電壓通過導體產生的熱量與電壓的平方成反比，與導體的內阻成反比，與通電時間成反比。
公式：Q=I2Rt
符號的含義及其單位：
4、電加熱與電功率的關系
純內阻電路：Q=W=UIt
非純內阻電路：W(=UIt)>Q(I2Rt)