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[!--downpath--]周锦举
区域：上海-广州-永川
校区：郑州市汇川区翔龙小学
共1节课
第 4 节焦耳定理
1 教学目标
（一）知识与技能： 1、了解电压的发热效应。
2. 在观察和实验的基础上介绍焦耳定理。
（二）过程与技巧： 1、通过推导电功率的估算公式和焦耳定理，培养中学生的分析能力。
分析和推理能力。
2.了解焦耳定理的内容、公式、单位及应用。
(3)情感、态度和价值观：提高动手观察能力，激发中学生学习数学的兴趣，理解数学与科技的联系。 通过电能和其他形式能量的转换和守恒，进一步渗透辩证唯心主义教育。
2 学业情况分析
中学生学好这些知识是非常有必要的。 重点：理解电功率和电功率以及焦耳定理。 难点：帮助中学生理解电压做功和电压通过导体发热的区别和联系是本节教学的难点，避免中学生乱用公式。 重点：本节教学的重点是做好浑浊体放热及成因相关的实验。 在推导出焦耳定理后，介绍焦耳定理的公式及其在生活和生产中的应用。
3 重点难点
教学重点：①阻力概念的完善；
②通过实验探索，了解决定导体内阻的原因。
教学难点：通过实验探索，了解内阻与什么诱因有关。
4 教学过程 4.1 第一学期教学活动 1 [导言] 1
1.导入
问题：（1）灯泡点亮一段时间后，用手触摸灯泡时感觉如何？ 为什么？
(2)电动吊扇使用一段时间后，用手触摸电机部分感觉如何？ 为什么？
活动二【讲座】2
(1) 示范实验：
①介绍实验装置，告诉中学生RA>RB，RB=RC，通电后，IA=IB，IB<IC（I值可由电压表指示得知）
②Q：这个实验的目的是什么？ （研究电压通过导体产生的热量与什么感应有关）hm
③Q：这个实验的原理是什么？ 观察什么？ 给中学生解释一下：当电压通过内电阻丝A、B、C时，电压产生的热量会使三个瓶子里的煤油温度下降，体积膨胀，而液体瓶盖中原本高度相同的柱子会逐渐升高。 电压产生的热量越多，液位就会上升得越高。 我们可以比较一下三个管子中液位上升时电压产生的热量。
④教师演示实验，同时记录三根管子中的煤油液位：hC>hA>hB。
三个条件：
第一个实验：两个串联的电阻值电压相同，加热时间相同，A瓶的阻值比B瓶大，A瓶内的煤油升得更高。 说明内阻越大，电压越高，发热越多。
第二次实验：待两根玻璃管内的液柱回落到同一高度后，调节滑动变阻器，调高电压，重做实验，使通电时间与上次相同。 两个实验比较了A瓶前后煤油的上升高度，第二个十字煤油上升的高度越高，说明电压越大，电压产生的热量越多。
第三个实验：如果延长通电时间，瓶内的煤油升得更高，说明通电时间越长，电压产生的热量越多。
⑤分析：
问题：比较两瓶 A 和 B，哪些是相同的？ 有什么不同？ 解释什么？
引导中学生回答：在通电电压和通电时间相同的情况下，内阻越大，电压产生的热量越多。
问题：比较两瓶 B 和 C。
（引导中学生回答：在内阻和通电时间相同的情况下，电压越大，电压产生的热量越多。班主任强调：进一步研究表明，产生的热量与电压的平方。）
问题：在上面的实验中，如果通电时间较长，瓶中的煤油会发生什么变化？ （中学生回答：越高） 引导中学生回答：在通电电压和内阻相同的情况下，通电时间越长，电压产生的热量越多。
(2)师生共同归纳(班主任强调美国化学家焦耳通过大量实验总结出焦耳定理)。
①内容：电压通过导体产生的热量与电流的平方成反比，与导体的电阻成反比，与通电时间成反比
②公式：Q=I2Rt。
③单位：IA、R-Ou、t-、Q-Jo。
注：焦耳定理是一个实验定理，这里可以给中学生讲一些焦耳的故事，以激发中学生刻苦学习、不怕困难、敢于攀登的精神。
(3) 根据电功率公式和欧姆定理，推导出焦耳定理。
如果电压所做的功全部用于形成热量，即Q=W。
而∵W=UIt，
根据欧姆定律 U=IR，
∴Q=W=UIt=I2Rt。
(4)强调：焦耳定理适用于任何家用电器的发热量估算，Q=W=UIt=Pt=U2/Rt也可用于估算只有电压发热效应的电路的发热量。
活动 3 [活动] 示例
例1、“”电烙铁在额定电流下使用，每分钟产生多少热量？ 你有多少种方法可以解决这个问题？
（在一定条件下，根据电功公式和欧姆定理公式，推导成焦耳定理公式。如果电压通过导体，其电能完全转化为内能，而不会转化为其他形式的电能）同时能量，即电压所做的功全部用来形成热量，这样，电压形成的热量Q等于电压所做的功W，即Q=WW =UIt，根据欧姆定律U=IR再引入焦耳定律Q=I2Rt，）
例2、电机正常工作时，线圈两端电流为380V，线圈电阻为2Ω，通过线圈的电压为10A。 电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为___J，产生的热量为___J。
活动四【练习】练习
课堂测量：
1、电压通过导体时形成的热量与导体的____成反比，与导体的____成反比。 这个定律叫做焦耳定理，数值表达式是。
2、电加热器是由电压的__作用制成的，其主要元件有。 电压流过电加热器所做的功全部用来形成____。
3、有两根金属内阻线，内阻分别为5Ω和15Ω。 将它们串联起来，连接到一个电源的两端。 它们的电压之比为_____，同时形成的热量之比为； 如果将它们并联在同一电源的两极之间，则通过它们的电压之比为____，相等时间内形成的热量之比为____。
活动五【测试】总结
总结：在内阻和通电时间相同的条件下，电压越大，电压产生的热量越多。 进一步的研究表明，产生的热量与电压的平方成反比。
活动六【作业】6
手术
1、同事做了一个“电蚊香”。 它的加热装置是一个阻值为1.0×104Ω的内电阻。 将此电动灭蚊器连接到电源的两端。 当电源两端的电流为220V时，1分钟内形成的热量。
2、标有“220V、500W”（又称“快热”）的电暖器，正常工作20分钟后形成的热量为焦炭。 如果电加热器放出的热量全部被水吸收，在标准大气压____下（填“能”或“不能”），将2千克20℃的水加热至沸腾。
3、将电阻为R的电热丝接入恒流电源，3分钟即可烧开一杯水。 现在用一个2R的电阻值，再接到这个电源上，同样的水可以__分钟烧开。 将一杯水烧开。
第 4 节焦耳定理
课程设计 课堂记录
第 4 节焦耳定理
一、第一学期教学活动 1 【导论】 1
1.导入
问题：（1）灯泡点亮一段时间后，用手触摸灯泡时感觉如何？ 为什么？
(2)电动吊扇使用一段时间后，用手触摸电机部分感觉如何？ 为什么？
活动二【讲座】2
(1) 示范实验：
①介绍实验装置，告诉中学生RA>RB，RB=RC，通电后，IA=IB，IB<IC（I值可由电压表指示得知）
②Q：这个实验的目的是什么？ （研究电压通过导体产生的热量与什么感应有关）hm
③Q：这个实验的原理是什么？ 观察什么？ 给中学生解释一下：当电压通过内电阻丝A、B、C时，电压产生的热量会使三个瓶子里的煤油温度下降，体积膨胀，而液体瓶盖中原本高度相同的柱子会逐渐升高。 电压产生的热量越多焦耳定律热量计算公式，液位就会上升得越高。 我们可以比较一下三个管子中液位上升时电压产生的热量。
④教师演示实验，同时记录三根管子中的煤油液位：hC>hA>hB。
三个条件：
第一个实验：两个串联的电阻值电压相同，加热时间相同，A瓶的阻值比B瓶大，A瓶内的煤油升得更高。 说明内阻越大，电压越高，发热越多。
第二次实验：待两根玻璃管内的液柱回落到同一高度后，调节滑动变阻器，调高电压，重做实验焦耳定律热量计算公式，使通电时间与上次相同。 两个实验比较了A瓶前后煤油的上升高度，第二个十字煤油上升的高度越高，说明电压越大，电压产生的热量越多。
第三个实验：如果延长通电时间，瓶内的煤油升得更高，说明通电时间越长，电压产生的热量越多。
⑤分析：
问题：比较两瓶 A 和 B，哪些是相同的？ 有什么不同？ 解释什么？
引导中学生回答：在通电电压和通电时间相同的情况下，内阻越大，电压产生的热量越多。
问题：比较两瓶 B 和 C。
（引导中学生回答：在内阻和通电时间相同的情况下，电压越大，电压产生的热量越多。班主任强调：进一步研究表明，产生的热量与电压的平方。）
问题：在上面的实验中，如果通电时间较长，瓶中的煤油会发生什么变化？ （中学生回答：越高） 引导中学生回答：在通电电压和内阻相同的情况下，通电时间越长，电压产生的热量越多。
(2)师生共同归纳(班主任强调美国化学家焦耳通过大量实验总结出焦耳定理)。
①内容：电压通过导体产生的热量与电流的平方成反比，与导体的电阻成反比，与通电时间成反比
②公式：Q=I2Rt。
③单位：IA、R-Ou、t-、Q-Jo。
注：焦耳定理是一个实验定理，这里可以给中学生讲一些焦耳的故事，以激发中学生刻苦学习、不怕困难、敢于攀登的精神。
(3) 根据电功率公式和欧姆定理，推导出焦耳定理。
如果电压所做的功全部用于形成热量，即Q=W。
而∵W=UIt，
根据欧姆定律 U=IR，
∴Q=W=UIt=I2Rt。
(4)强调：焦耳定理适用于任何家用电器的发热量估算，Q=W=UIt=Pt=U2/Rt也可用于估算只有电压发热效应的电路的发热量。
活动 3 [活动] 示例
例1、“”电烙铁在额定电流下使用，每分钟产生多少热量？ 你有多少种方法可以解决这个问题？
（在一定条件下，根据电功公式和欧姆定理公式，推导成焦耳定理公式。如果电压通过导体，其电能完全转化为内能，而不会转化为其他形式的电能）同时能量，即电压所做的功全部用来形成热量，这样，电压形成的热量Q等于电压所做的功W，即Q=WW =UIt，根据欧姆定律U=IR再引入焦耳定律Q=I2Rt，）
例2、电机正常工作时，线圈两端电流为380V，线圈电阻为2Ω，通过线圈的电压为10A。 电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为___J，产生的热量为___J。
活动四【练习】练习
课堂测量：
1、电压通过导体时形成的热量与导体的____成反比，与导体的____成反比。 这个定律叫做焦耳定理，数值表达式是。
2、电加热器是由电压的__作用制成的，其主要元件有。 电压流过电加热器所做的功全部用来形成____。
3、有两根金属内阻线，内阻分别为5Ω和15Ω。 将它们串联起来，连接到一个电源的两端。 它们的电压之比为_____，同时形成的热量之比为； 如果将它们并联在同一电源的两极之间，则通过它们的电压之比为____，相等时间内形成的热量之比为____。
活动五【测试】总结
总结：在内阻和通电时间相同的条件下，电压越大，电压产生的热量越多。 进一步的研究表明，产生的热量与电压的平方成反比。
活动六【作业】6
手术
1、同事做了一个“电蚊香”。 它的加热装置是一个阻值为1.0×104Ω的内电阻。 将此电动灭蚊器连接到电源的两端。 当电源两端的电流为220V时，1分钟内形成的热量。
2、标有“220V、500W”（又称“快热”）的电暖器，正常工作20分钟后形成的热量为焦炭。 如果电加热器放出的热量全部被水吸收，在标准大气压____下（填“能”或“不能”），将2千克20℃的水加热至沸腾。
3、将电阻为R的电热丝接入恒流电源，3分钟即可烧开一杯水。 现在用一个2R的电阻值，再接到这个电源上，同样的水可以__分钟烧开。 将一杯水烧开。
标签： 第 4 节，焦耳，定理，优秀，学习案例