夏继银
地区：广东省-思茅-南华县
校区：南华民族小学
共1课时
第4节焦耳定理中学数学人教2011课标版
1教学目标
1、能通过生活实例，认识电压的热效应。
2、能在实验的基础上引出焦耳定理，会用焦耳定理进行估算。
3、能用焦耳定理解释生活中的简单的现象.
4、通过学习电热的借助和避免，学会辨证地看问题。
2学情剖析
焦耳定理是小学数学学习的重要定理之一，是能量守恒定理在电能与内能之间转化的具体彰显，教材在电功、电功率然后安排焦耳定理，符合中学生的认知规律。中学数学热学对于大部份中学生而言变得有点具象，中学生对电路中的电压、电压和内阻及她们之间的关系很难理解清楚，本节内容中提出的“想想议议”中的矛盾中学生很难理解清楚。
3重点难点
焦耳定理的理解及应用
4教学过程4.1第一学时教学活动活动1【导入】教学活动
一、引入新课
观察多媒体图片问：
（1）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有哪些觉得？为何？
（2）电吊扇使用一段时间后，用手触摸电动机部份有哪些觉得？为何？
中学生回答：觉得发烫。电压流过导体形成热（把电能转化为内能）.
再通过课本本节图18.4-1引入新课。
二、进行新课：
（一）多媒体讲义演示实验：电压通过导体形成热量的多少与这些诱因有关
提出问题：电压通过导体形成的热量与这些诱因有关？
猜测与假定：
（1）可能与内阻有关。内阻越大，电压形成的热量越多
（2）可能与电压有关。电压越大，电压形成的热量越多
（3）可能与通电时间有关。通电时间越长，电压形成的热量越多
3、设计实验
讨论
（1）当一个数学量被推测与多个诱因有关，应用哪些方式去研究？（控制变量法）
（2）用哪些方式和器材去观察这些不可见的数学量？（转换法）
电热——气体（或液体）受热膨胀，观察形成热量的多少。
实验设计
（1）在电压和时间相同的情况下，研究热量和内阻的关系；
（2）在内阻和时间相同的情况下，研究热量和电压的关系；
（3）在电压和内阻相同的情况下，研究热量和时间的关系；
4、多媒体演示实验：
介绍图18.4-2的实验装置，告诉中学生R1=5Ω，R2=10Ω，R1>R2；两内阻串联I1=I2。
问：该实验的目的是哪些？（研究电压通过导体形成的热量跟导体内阻大小的关系）
问：该实验的原理是哪些？观察哪些？
向中学生述说：当电压通过内阻丝R1、R2时，电压形成的热量就使两个瓶中的空气受热容积膨胀，与瓶相连原先一样高的液柱还会渐渐上升。电压形成的热量越多，液柱还会上升得越高。我们可以通过管中液柱上升的高度比较电压形成热量的多少。
班主任多媒体直观演示实验1
剖析：
问：比较左右两液柱的高低，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
引导中学生回答：在通电电压和通电时间相同的条件下，内阻越大，电压形成的热量越多。
班主任多媒体直观演示实验2
问：比较左右两侧液柱的高低，同上问（略）。
引导中学生回答：在内阻和通电时间相同的条件下，电压越大，电压形成的热量越多
班主任多媒体直观演示实验3
引导中学生回答：在通电电压和内阻相同的条件下，通电时间越长，电压形成的热量越多。
5、实验推论
（二）焦耳定理
师生共同归纳，班主任强调，美国化学学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定理。
1、内容：电压通过导体形成的热量跟电压的平方成反比，跟导体的内阻成反比，跟通电时间成反比。
2、公式：Q＝I2Rt。
3、单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定理是实验定理，在此可向中学生讲一些焦耳的故事，以迸发中学生刻苦学习，不怕困难，敢于攀越的精神。
4、指出：焦耳定理适用于任何用家电的热量估算，对只存在电压热效应的电路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt来估算热量。
5、例题：
例1：一根60Ω的阻值丝接在36V的电源上，在5min内共形成多少热量？
例2：某电动机上标有“220V,2A”它的线圈内阻为5Ω，当它正常工作1min后，消耗的电能为多少？线圈中形成的热量为多少？如果没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
6、讨论
（1）第一个中的为何：觉察不出和灯相连的电缆线发热
剖析：由于灯泡和电缆线流过相同的电压，灯泡发光时的阻值比电缆线的内阻大得多，依据焦尔定理Q=I2Rt可知，在相同的时间内电压通过灯泡形成的热量比通过电缆线形成的热量大得多。为此，灯泡热得发光，电缆线的发热却察觉不下来。
（2）第二个为何：家庭电路中使用总功率过大的用家电可能导致火警
剖析：大功率的用家电用电缆线联接在照明电路中时，因为照明电路的电流是一定的，从P=UI可知，在电缆线的内阻相同的情况下，跟用家电相连的电缆线中通过的电压比跟灯泡相连的电缆线中通过的电压大得多。按照Q=I2Rt可知，在相同的时间内电压通过跟用家电相连的电缆线形成的热量比通过跟灯泡相连的电缆线形成的热量大得多。因而跟用家电相连的电缆线明显发热，有可能烧毁它的绝缘皮，甚至导致火警。
（三）电热的借助和避免
结合多媒体讲义，让中学生列出出生活中借助和避免电热的实例，最后班主任归纳点拨
三、课堂达标测评
课本“动手动脑学数学”第1、2小题
四、课堂小结
一.电压的热效应
1.定义:电压通过导体导体会发热的现象.
2.实质:电能转化为内能.
二.电热器
1.定义:将电能转化为内能的装置.
2.原理:电压的热效应.
3.组成:电热器的主要组成部份是发热体.
三.焦耳定理(控制变量法、转换法)
1.内容:电压通过导体形成的热量,与电压的平方成反比,与导体的阻值成反比,与通过时间成反比.
2.公式:Q=I2Rt
3.单位:电压---安(A)内阻---欧(Ω)
时间---秒(s)热量---焦(J)
教学反省：
第4节焦耳定理
课时设计课堂实录
第4节焦耳定理
1第一学时教学活动活动1【导入】教学活动
一、引入新课
观察多媒体图片问：
（1）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有哪些觉得？为何？
（2）电吊扇使用一段时间后，用手触摸电动机部份有哪些觉得？为何？
中学生回答：觉得发烫。电压流过导体形成热（把电能转化为内能）.
再通过课本本节图18.4-1引入新课。
二、进行新课：
（一）多媒体讲义演示实验：电压通过导体形成热量的多少与这些诱因有关
提出问题：电压通过导体形成的热量与这些诱因有关？
猜测与假定：
（1）可能与内阻有关。内阻越大，电压形成的热量越多
（2）可能与电压有关。电压越大，电压形成的热量越多
（3）可能与通电时间有关。通电时间越长，电压形成的热量越多
3、设计实验
讨论
（1）当一个数学量被推测与多个诱因有关，应用哪些方式去研究？（控制变量法）
（2）用哪些方式和器材去观察这些不可见的数学量？（转换法）
电热——气体（或液体）受热膨胀，观察形成热量的多少。
实验设计
（1）在电压和时间相同的情况下，研究热量和内阻的关系；
（2）在内阻和时间相同的情况下，研究热量和电压的关系；
（3）在电压和内阻相同的情况下，研究热量和时间的关系；
4、多媒体演示实验：
介绍图18.4-2的实验装置，告诉中学生R1=5Ω，R2=10Ω，R1>R2；两内阻串联I1=I2。
问：该实验的目的是哪些？（研究电压通过导体形成的热量跟导体内阻大小的关系）
问：该实验的原理是哪些？观察哪些？
向中学生述说：当电压通过内阻丝R1、R2时，电压形成的热量就使两个瓶中的空气受热容积膨胀，与瓶相连原先一样高的液柱还会渐渐上升。电压形成的热量越多，液柱还会上升得越高。我们可以通过管中液柱上升的高度比较电压形成热量的多少。
班主任多媒体直观演示实验1
剖析：
问：比较左右两液柱的高低，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
引导中学生回答：在通电电压和通电时间相同的条件下，内阻越大，电压形成的热量越多。
班主任多媒体直观演示实验2
问：比较左右两侧液柱的高低，同上问（略）。
引导中学生回答：在内阻和通电时间相同的条件下，电压越大，电压形成的热量越多
班主任多媒体直观演示实验3
引导中学生回答：在通电电压和内阻相同的条件下，通电时间越长，电压形成的热量越多。
5、实验推论
（二）焦耳定理
师生共同归纳焦耳定律实验装置图，班主任强调，美国化学学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定理。
1、内容：电压通过导体形成的热量跟电压的平方成反比，跟导体的内阻成反比，跟通电时间成反比。
2、公式：Q＝I2Rt。
3、单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定理是实验定理，在此可向中学生讲一些焦耳的故事，以迸发中学生刻苦学习，不怕困难，敢于攀越的精神。
4、指出：焦耳定理适用于任何用家电的热量估算，对只存在电压热效应的电路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt来估算热量。
5、例题：
例1：一根60Ω的阻值丝接在36V的电源上，在5min内共形成多少热量？
例2：某电动机上标有“220V,2A”它的线圈内阻为5Ω，当它正常工作1min后焦耳定律实验装置图，消耗的电能为多少？线圈中形成的热量为多少？如果没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
6、讨论
（1）第一个中的为何：觉察不出和灯相连的电缆线发热
剖析：由于灯泡和电缆线流过相同的电压，灯泡发光时的阻值比电缆线的内阻大得多，依据焦尔定理Q=I2Rt可知，在相同的时间内电压通过灯泡形成的热量比通过电缆线形成的热量大得多。为此，灯泡热得发光，电缆线的发热却察觉不下来。
（2）第二个为何：家庭电路中使用总功率过大的用家电可能导致火警
剖析：大功率的用家电用电缆线联接在照明电路中时，因为照明电路的电流是一定的，从P=UI可知，在电缆线的内阻相同的情况下，跟用家电相连的电缆线中通过的电压比跟灯泡相连的电缆线中通过的电压大得多。按照Q=I2Rt可知，在相同的时间内电压通过跟用家电相连的电缆线形成的热量比通过跟灯泡相连的电缆线形成的热量大得多。因而跟用家电相连的电缆线明显发热，有可能烧毁它的绝缘皮，甚至导致火警。
（三）电热的借助和避免
结合多媒体讲义，让中学生列出出生活中借助和避免电热的实例，最后班主任归纳点拨
三、课堂达标测评
课本“动手动脑学数学”第1、2小题
四、课堂小结
一.电压的热效应
1.定义:电压通过导体导体会发热的现象.
2.实质:电能转化为内能.
二.电热器
1.定义:将电能转化为内能的装置.
2.原理:电压的热效应.
3.组成:电热器的主要组成部份是发热体.
三.焦耳定理(控制变量法、转换法)
1.内容:电压通过导体形成的热量,与电压的平方成反比,与导体的阻值成反比,与通过时间成反比.
2.公式:Q=I2Rt
3.单位:电压---安(A)内阻---欧(Ω)
时间---秒(s)热量---焦(J)
教学反省：