焦耳定律教案
教学目标:
(一)知识与技能:
1. 知道焦耳定律的内容和公式;
2. 能根据公式进行简单的计算。
(二)过程与方法:通过实验探究焦耳定律,学习使用温度计、电流表、电压表等器材。
(三)情感态度与价值观:
1. 培养观察、实验和归纳推理能力;
2. 了解焦耳对物理学的重要贡献。
教学重点:
焦耳定律的内容和公式。
教学难点:
实验探究焦耳定律。
教学用具:
焦耳定律的演示器(电路、电源、滑动变阻器、电流表、电压表、电热丝、烧瓶、温度计等)、多媒体课件。
教学过程:
一、引入新课:
(一)复习回顾:电功的公式是什么?电流做功的实质是什么?电功的计算公式是什么?电功在生活中的应用有哪些?
(二)新课内容:电热的计算。
二、新课教学:
(一)电热的概念及焦耳定律的内容:电流通过导体时电能转化成热,这种现象叫做电流的热效应。电热:电流通过导体时所产生的热量叫电热。电流流过导体有三种效应的形式:电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应。影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积和温度。在研究电阻的大小与哪些因素有关的实验中,我们采用的是控制变量法。在电流相同条件下,导体通电时间越长,导体产生的热量越多。在电阻和通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多。根据大量的实验数据,归纳出焦耳定律的内容是:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。用公式表示为:Q=I2Rt(其中Q表示热量,I表示电流,R表示电阻,t表示时间)。
(二)演示实验探究焦耳定律:实验前要求学生注意观察演示实验的器材和实验中观察的重点(特别是温度计的变化情况)。引导学生分析实验数据得出结论。引导学生分析讨论实验中存在的问题及改进的方法。强调在研究电热跟哪些因素有关的实验中,采用的是控制变量法。强调公式中三个物理量的含义及单位。强调在计算电热时,要把电热丝当作一个整体来考虑。并出示小练习加以巩固。
三、反馈与评价:完成课后练习的第1、2题。并就学生无法解决的困难进行有针对性的讲解。
四、小结:对所学知识进行简单的梳理,强调重点。
焦耳定律优秀教案例题:
【教学目标】
(一)知识与技能:
知道电功的计算公式,能利用焦耳定律分析一些简单电路。
(二)过程与方法:
通过实验探究,学习科学探究的方法,体验科学探究的过程。
(三)情感、态度与价值观:
1. 培养实验操作技能。
2. 培养实事求是的科学态度。
【教学重难点】
教学重点:知道电功的计算公式,能利用焦耳定律分析一些简单电路。
教学难点:实验探究。
【教学用具】
电功率实验电路、电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(3V、0.5A)、导线若干。
【教学过程】
一、复习引入:
1. 电流通过用电器做了多少功,电路中就有多少电能转化为其他形式的能。电能表是测量用电器消耗电能的仪表。
2. 电能表读数怎样读?(让学生发表意见,最后总结)
3. 电能表读数表示什么?(学生讨论)
二、新课教学:
1. 实验探究:焦耳定律实验电路图(出示课件)怎样通过实验探究得出焦耳定律的内容?(学生讨论)教师总结:(出示课件)电流通过导体产生热效应,不仅跟电流的大小有关,还跟通电时间有关。为了定量研究电流的热效应,我们可以根据焦耳定律设计一个实验电路图。实验中用什么方法控制电阻两端的电压不变?为什么要这样控制?(出示课件)学生讨论回答:用滑动变阻器来改变电路中的电流和通电时间,并保持电阻丝电阻不变。为了使电阻丝的电阻保持不变,应选用阻值几乎相同的电阻丝串联。(出示课件)实验中怎样比较电流产生的热量?为什么选用煤油而不用水?(讨论后回答)(出示课件)煤油的比热容比水小,在质量和通电时间相同时,煤油温度变化大,热量就明显。通过讨论得出实验结论。(出示课件)在电流和通电时间相同的情况下,不同导体通电时产生的热量跟导体的电阻有关,电阻越大产生的热量越多。在研究焦耳定律时用到了控制变量法,研究电流的热效应跟电阻的关系时采用了转换法。
2. 举例说明实际应用。(出示课件)电炉、电烙铁、白炽灯灯丝、热得快等用电器都是利用电流的热效应制成的加热设备。它们工作时能量转化关系是什么?(学生讨论回答)(出示课件)电能转化为内能(热能)。例题:一个“220V40W”的灯泡接在110V的电路上,它的实际功率是多少?(讨论后回答)(出示课件)根据电功率公式P=UI和欧姆定律I=U/R变形得R=U2/P和P=UI=U/t×I=U×Q/t分别讨论得出实际功率和热功率。(出示课件)P实=P额=40W;Q热=I2Rt=(U/R)2Rt=(U实/U额)2Rt=(110V/220V)2×40W×t=40W×t;P实>Q热;灯的实际功率大于额定功率。例题中灯丝断了以后再搭接上使用时灯会变得更亮还是变暗?(学生讨论回答)(出示课件)灯丝断了以后再搭接上使用时实际电阻值变小,根据P=I2R可知实际功率变大,所以灯会变得更亮。例题中灯泡的电阻随温度的降低而减小,所以灯丝断了以后再搭接上使用时灯的实际功率变大。例题中灯泡的实际功率大于额定功率,所以灯会变得更亮些。但灯泡的实际功率不能超过额定功率否则会烧坏灯泡甚至发生火灾。例题中灯泡的额定功率为40W,实际功率为大于40W而小于大于40W的两倍即大于80W而小于80W的两倍即大于160W而小于大于40W的两倍即大于80W而小于等于160W。所以灯丝断了以后再搭接上使用时灯的实际功率在大于额定功率和小于