資源簡(jiǎn)介

第4節(jié)　焦耳定律
知識(shí)與技能：
1．知道電流熱效應(yīng)的現(xiàn)象及能量的轉(zhuǎn)化。
2．通過探究影響電流熱效應(yīng)的因素，理解焦耳定律的內(nèi)容，能夠利用焦耳定律公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
3．會(huì)利用焦耳定律解釋一些生活中的現(xiàn)象。
4．舉例說出生活中利用電熱的實(shí)例，了解電熱的危害和防止方法。
過程與方法：
通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手探究的能力和理論分析的能力，體會(huì)運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀：
通過學(xué)習(xí)能夠把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，樹立學(xué)好科學(xué)文化知識(shí)為社會(huì)服務(wù)的觀念。
重點(diǎn)：電流產(chǎn)生的熱量跟電阻、電流、通電時(shí)間的關(guān)系。
難點(diǎn)：電熱大小的影響因素的猜想和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
多媒體課件、5 Ω(3個(gè))和10 Ω的電阻絲、U形管、密閉容器2個(gè)。
一、情景導(dǎo)入
多媒體展示圖片：常見的各種用電器。
同學(xué)們想一想，這些用電器通電后共同的現(xiàn)象是什么呢？(學(xué)生回答：發(fā)熱)
這些熱量都是通過電能得來的，電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。本節(jié)我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)電熱的知識(shí)。
多媒體展示電扇、電爐、燈泡圖片，提問學(xué)生回憶家中這三種用電器通電一段時(shí)間后用手靠近它們(不接觸)時(shí)的感受。(學(xué)生回答：電風(fēng)扇無明顯變化，電爐絲很熱，燈泡有些熱)
為什么都是用電器，而且都接在家庭電路中，它們產(chǎn)生的熱量會(huì)有這么大的差別呢？學(xué)習(xí)了本節(jié)內(nèi)容，同學(xué)們就會(huì)明白其中的道理。
二、合作探究
　電流的熱效應(yīng)
當(dāng)把電爐絲接入電路時(shí)，連接的導(dǎo)線和電爐絲是串聯(lián)的，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻不怎么熱呢？電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)？
(1)探究電熱與電阻大小的關(guān)系：
兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。如圖甲所示，兩個(gè)容器中都有一段電阻絲，將兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源的兩端，通過兩段電阻絲的電流相同。通電一段時(shí)間后，比較兩個(gè)U形管中液面高度的變化。
　　　　
(2)探究電熱與電流大小的關(guān)系：
兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。如圖乙所示，兩個(gè)密閉容器中的電阻絲阻值一樣大，在其中一個(gè)容器的外部，將一個(gè)電阻絲和這個(gè)容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)，因此通過兩容器中電阻絲的電流不同。在通電時(shí)間相同的情況下，比較兩個(gè)U形管中液面高度的變化。
同學(xué)們交流討論觀察到的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并討論由看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能說明什么？你能得出什么結(jié)論？
電流通過電阻產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻和通電時(shí)間都有關(guān)，電流越大、電阻越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。
　焦耳定律
英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律。
焦耳定律的內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。
如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時(shí)間用t表示，則焦耳定律為Q＝I2Rt。
當(dāng)電流做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，Q＝W；由W＝UIt和U＝IR可得Q＝W＝I2Rt。
　電熱的利用和防止
1．電熱的利用
多媒體展示圖片：
電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
2．電熱的防止
多媒體展示圖片：
很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高，如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，這是為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等。
第4節(jié)　焦耳定律
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焦耳定律是電功率知識(shí)的一個(gè)升華，對(duì)電學(xué)內(nèi)容起著承上啟下的作用。授課過程中我從學(xué)生生活中熟悉的用電器入手，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電和熱的關(guān)系，自然地導(dǎo)出電流的熱效應(yīng)；然后通過通電相同時(shí)間，電風(fēng)扇、電爐和燈泡的發(fā)熱程度不同，讓學(xué)生猜想電流產(chǎn)生熱量多少的影響因素，進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)說明電熱與電阻、電流、通電時(shí)間都有關(guān)系(實(shí)驗(yàn)中很好地運(yùn)用了控制變量和轉(zhuǎn)換的研究方法)；最后指出焦耳經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)才于1840年得到精確的結(jié)果——焦耳定律。同時(shí)為了使學(xué)生加深對(duì)焦耳定律的認(rèn)識(shí)，又運(yùn)用電能轉(zhuǎn)化和歐姆定律推導(dǎo)出了公式Q＝I2Rt，這對(duì)啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面來學(xué)習(xí)、探究物理問題也有一定的作用。

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