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[!--downpath--]辛俊龙
区域：湖南省-兰州市-嘉荫县
中学：嘉荫县溪渠桥镇渠小学
共1节课
第 4 节焦耳定理
1 教学目标
一、知识与技能
知道电压的热效应；
了解焦耳定理的内容、公式、单位和应用。
2.工艺与技巧
通过实验探索了电压热效应与内阻之间的关系。
3. 情绪、态度和价值观
通过研究电热知识，对理解科学很有帮助。
2 重点难点
电压的热效应：电能...热能
热效应的估算公式：利用Q=I2Rt。
3 教学过程 3.1 第一学期教学活动 1 [] 教学过程：
1.创建场景并引入新课程
星期天，小明爸爸叮嘱小明出门前不要看电视，要先写完作业，但爸爸妈妈一走小明就看电视，直到妈妈回来才开始写作业。 妈妈问小明为什么没有完成作业。 小明说作业太难了，但是小明的爸爸才知道小明骗了一招。 请问，他父亲是怎么做到的？
班主任联觉：你有没有类似的经历，这个故事对你有什么启示？
2. 走进新课堂，科学探究
(1) 电压的热效应
1、电流通过导体时，电能会转化为热能。 （电热）这种现象称为电压热效应。
（当电压通过导体时，导体会发热）
2、思考：电炉丝通过导线与电路相连，电炉丝与导线通过相同的电压。 为什么电炉丝发热发胀，但丝几乎不发热？ 换句话说，电压通过导体时形成多少热量与哪些激励有关？
(2)探索——电流的热效应产生的原因是什么
【猜想与假设】
1、可能与电阻值有关：内阻越大，电压热效应越大
2、可能与电压有关：电压越大，电压的热效应越大
3、可能与开机时间有关：开机时间越长，电压热效应越大
【设计实验】应采用控制变量的方式
实验 1 - 探索电热与电阻之间的关系
应控制的数学量：等电压和通电时间
待改化学量：内阻
思考：两根内阻不同的导体怎么会有相等的电压和导通时间？
设计实验：
R1>R2
进行实验：班主任老师介绍
思考：通电一定时间后，比较两瓶煤油温度值的变化。 你所看到的说明了什么？
实验表明：在相同电压和通电时间下，内阻越大纯电阻电路焦耳定律，形成的热量越多。
实验 2 - 探索电热与电压之间的关系
需要控制的数学量：内阻和通电时间
应改变的化学量：电压的大小
思考：如何选择内阻？ 如何控制开机时间？ 如何改变电压？
设计实验
思考：滑动变阻器的作用有哪些？
进行实验：班主任老师介绍
思考：当电压不同时，产生的热量是否相同？
实验表明：在通电时间不变、电阻相同的情况下，铅酸合金线的通过电压越大，发热越多。
实验三——探究电热与通电时间的关系
需要控制的数学量：内阻和电压
应改变的化学量：通电时间的长短
设计实验
进行实验：班主任老师介绍
实验推断：在相同电压和内阻条件下，通电时间越长，形成的热量越多。
(3) 焦耳定理
日本化学家焦耳于1840年最先准确测定电压通过导体所产生的热量与电压的平方成反比，与导体的内阻成反比，与通电时间成反比1840 年。将此定律称为焦耳定理。
符号的含义及其单位：
练习：20Ω内阻导线接12V电源，10分钟内产生多少热量？
解：根据I=U/R=12V÷20Ω=0.6A
10分钟=600秒
Q=I²Rt=(0.6A)²×20Ω×600S=4320J
答：正常工作10分钟，发热量4320J。
(4)电加热与电功率的关系
想一想：电炉是否具有与电吊扇相同的运行特性？ 区别在哪里？
导言：电炉工作时，消耗的电能全部用于产生热量，而电吊扇工作时，消耗的电能主要转化为动能，产生的热量相对较少.
纯内阻电路：
像电炉一样，当电压通过导体时，如果电能全部转化为热能，而没有同时转化为其他形式的能量，则电压产生的热量Q等于消耗的电能W , 即 Q=W=UIt
（白炽灯泡、电炉丝等各种电热器均可看成纯内阻电路。）
纯内阻电路中焦耳定理的推导：
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I²Rt=U(U/R)t=U²/Rt
在消耗的电能全部用于形成热能的情况下，根据电功率公式和欧姆定律公式可以推导出焦耳定律。
非纯内阻电路：
电吊扇等主要将电能转化为其他形式能量，少量电能转化为电热的家用电器。 （例如：空调、冰箱、电视）
消耗的功率小于形成的热量：W(=UIt)>Q(I²Rt)
注：富含电动机的电路均为非纯内阻电路
练习2：有一个电机，线圈内阻为10Ω，正常工作电流为220V，工作电压为3.5A。 正常工作一小时耗电量是多少？ 形成多少热量？
解：所消耗的电能W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S==2.5344×106J
形成的热量Q=I²Rt=(3.5A)²×10Ω×3600S==4.41×105J
可见：W>Q，此时欧姆定理成立？
中学生回答：没有
3.知识总结：根据黑板书总结
活动二【练习】课堂练习
4.课堂练习
1、下列家用电器中，利用电压热效应工作的是（ ）
A. 电机 B. 电吊扇 C. 冰箱 D. 电熨斗
2、当电加热器的输入电压为0.5A时，1分钟内会形成100J的热量。 如果通过它的电压是1A，通电1分钟内会产生多少热量？
w2;?15;l16;=2;??p19;8;P?1;ily: black body;font-size:12.;mso-font-:1.;">1,电流热效应：电能量……热能
热效应的估算公式：利用Q=I2Rt。
活动三【活动】教学杂记
五、教学杂项： 1、重点讲解热效应的影响和诱导。
2、让中学生通过练习来学习使用公式。
?11;3;?14;?16;?2;8;??1;??p19;p;C。 冰箱 D. 电熨斗
2、当电加热器的输入电压为0.5A时，1分钟内会形成100J的热量。 如果通过它的电压是1A，通电1分钟内会产生多少热量？
活动四【活动】板书设计
6.黑板设计：
1、电流的热效应：当电压通过导体时，电能会转化为热能。 （电热）这种现象称为电压热效应。 （当电压通过导体时，导体会发热）
2.探索——电流热效应的原因是什么
3、焦耳定理：电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比，与导体的内阻成反比，与通电时间成反比。
公式：Q=I²Rt
符号的含义及其单位：
4、电加热与电功率的关系
纯内阻电路：Q=W=UIt
非纯内阻电路：W(=UIt)>Q(I²Rt)
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 活动一【活动】 教学过程：
1.创建场景并引入新课程
星期天，小明爸爸叮嘱小明出门前不要看电视，要先写完作业，但爸爸妈妈一走小明就看电视，直到妈妈回来才开始写作业。 妈妈问小明为什么没有完成作业。 小明说作业太难了，但是小明的爸爸才知道小明骗了一招。 请问，他父亲是怎么做到的？
班主任联觉：你有没有类似的经历，这个故事对你有什么启示？
2. 走进新课堂，科学探究
(1) 电压的热效应
1、电流通过导体时，电能会转化为热能。 （电热）这种现象称为电压热效应。
（当电压通过导体时，导体会发热）
2、思考：电炉丝通过导线与电路相连，电炉丝与导线通过相同的电压。 为什么电炉丝发热发胀，但丝几乎不发热？ 换句话说，电压通过导体时形成多少热量与哪些激励有关？
(2)探索——电流的热效应产生的原因是什么
【猜想与假设】
1、可能与电阻值有关：内阻越大，电压热效应越大
2、可能与电压有关：电压越大，电压的热效应越大
3、可能与开机时间有关：开机时间越长，电压热效应越大
【设计实验】应采用控制变量的方式
实验 1 - 探索电热与电阻之间的关系
应控制的数学量：等电压和通电时间
待改化学量：内阻
思考：两根内阻不同的导体怎么会有相等的电压和导通时间？
设计实验：
R1>R2
进行实验：班主任老师介绍
思考：通电一定时间后纯电阻电路焦耳定律，比较两瓶煤油温度值的变化。 你所看到的说明了什么？
实验表明：在相同电压和通电时间下，内阻越大，形成的热量越多。
实验 2 - 探索电热与电压之间的关系
需要控制的数学量：内阻和通电时间
应改变的化学量：电压的大小
思考：如何选择内阻？ 如何控制开机时间？ 如何改变电压？
设计实验
思考：滑动变阻器的作用有哪些？
进行实验：班主任老师介绍
思考：当电压不同时，产生的热量是否相同？
实验表明：在通电时间不变、电阻相同的情况下，铅酸合金线的通过电压越大，发热越多。
实验三——探究电热与通电时间的关系
需要控制的数学量：内阻和电压
应改变的化学量：通电时间的长短
设计实验
进行实验：班主任老师介绍
实验推断：在相同电压和内阻条件下，通电时间越长，形成的热量越多。
(3) 焦耳定理
日本化学家焦耳于1840年最先准确测定电压通过导体所产生的热量与电压的平方成反比，与导体的内阻成反比，与通电时间成反比1840 年。将此定律称为焦耳定理。
符号的含义及其单位：
练习：20Ω内阻导线接12V电源，10分钟内产生多少热量？
解：根据I=U/R=12V÷20Ω=0.6A
10分钟=600秒
Q=I²Rt=(0.6A)²×20Ω×600S=4320J
答：正常工作10分钟，发热量4320J。
(4)电加热与电功率的关系
想一想：电炉是否具有与电吊扇相同的运行特性？ 区别在哪里？
导言：电炉工作时，消耗的电能全部用于产生热量，而电吊扇工作时，消耗的电能主要转化为动能，产生的热量相对较少.
纯内阻电路：
像电炉一样，当电压通过导体时，如果电能全部转化为热能，而没有同时转化为其他形式的能量，则电压产生的热量Q等于消耗的电能W , 即 Q=W=UIt
（白炽灯泡、电炉丝等各种电热器均可看成纯内阻电路。）
纯内阻电路中焦耳定理的推导：
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I²Rt=U(U/R)t=U²/Rt
在消耗的电能全部用于形成热能的情况下，根据电功率公式和欧姆定律公式可以推导出焦耳定律。
非纯内阻电路：
电吊扇等主要将电能转化为其他形式能量，少量电能转化为电热的家用电器。 （例如：空调、冰箱、电视）
消耗的功率小于形成的热量：W(=UIt)>Q(I²Rt)
注：富含电动机的电路均为非纯内阻电路
练习2：有一个电机，线圈内阻为10Ω，正常工作电流为220V，工作电压为3.5A。 正常工作一小时耗电量是多少？ 形成多少热量？
解：所消耗的电能W=Pt=UIt=220V×3.5A×3600S==2.5344×106J
形成的热量Q=I²Rt=(3.5A)²×10Ω×3600S==4.41×105J
可见：W>Q，此时欧姆定理成立？
中学生回答：没有
3.知识总结：根据黑板书总结
活动二【练习】课堂练习
4.课堂练习
1、下列家用电器中，利用电压热效应工作的是（ ）
A. 电机 B. 电吊扇 C. 冰箱 D. 电熨斗
2、当电加热器的输入电压为0.5A时，1分钟内会形成100J的热量。 如果通过它的电压是1A，通电1分钟内会产生多少热量？
w2;?15;l16;=2;??p19;8;P?1;ily: black body;font-size:12.;mso-font-:1.;">1,电流热效应：电能量……热能
热效应的估算公式：利用Q=I2Rt。
活动三【活动】教学杂记
五、教学杂项： 1、重点讲解热效应的影响和诱导。
2、让中学生通过练习来学习使用公式。
?11;3;?14;?16;?2;8;??1;??p19;p;C。 冰箱 D. 电熨斗
2、当电加热器的输入电压为0.5A时，1分钟内会形成100J的热量。 如果通过它的电压是1A，通电1分钟内会产生多少热量？
活动四【活动】板书设计
6.黑板设计：
1、电流的热效应：当电压通过导体时，电能会转化为热能。 （电热）这种现象称为电压热效应。 （当电压通过导体时，导体会发热）
2.探索——电流热效应的原因是什么
3、焦耳定理：电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比，与导体的内阻成反比，与通电时间成反比。
公式：Q=I²Rt
符号的含义及其单位：
4、电加热与电功率的关系
纯内阻电路：Q=W=UIt
非纯内阻电路：W(=UIt)>Q(I²Rt)