2023高中物理焦耳定律教案
焦耳定律規(guī)定：電流通過導體所產(chǎn)生的熱量和導體的電阻成正比，和通過導體的電流的平方成正比，和通電時間成正比。接下來是小編為大家整理的2020高中物理焦耳定律教案，希望大家喜歡!
2020高中物理焦耳定律教案一
教學目標
知識目標
1.知道電流的熱效應.
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用.
能力目標
知道科學研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節(jié)實驗中的運用方法.
情感目標
通過對焦耳生平的介紹培養(yǎng)學生熱愛科學，勇于克服困難的信念.
教學建議
教材分析
教材從實驗出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法，在實驗過程中學生能更好地體會的一些科學研究的方法，避免了一開始就從理論上推導給學生造成理解的困難和對純電阻電路的理解的困難.在實驗基礎(chǔ)上再去推導學生更信服.同時啟發(fā)學生從實驗和理論兩方面學習物理知識.
做好實驗是本節(jié)課的關(guān)鍵.
教法建議
本節(jié)課題主題突出，就是研究電熱問題.可以從電流通過導體產(chǎn)生熱量入手，可以舉例也可以讓學生通過實驗親身體驗.然后進入定性實驗.
對焦耳定律內(nèi)容的講解應注意學生對電流平方成正比不易理解，可以通過一些簡單的數(shù)據(jù)幫助他們理解.推導中應注意條件的交代.定律內(nèi)容清楚后，反過來解決課本中在課前的問題.
教學設(shè)計方案
提問：
燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺?為什么?
電風扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺?為什么?
學生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應.
引入新課
演示實驗：
1、
介紹如圖9-7的實驗裝置，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各裝一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，串聯(lián)起來，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里會上升，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產(chǎn)生的熱量.
2、
三種情況：
第一次實驗：兩個電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時間相同，甲瓶相對乙瓶中的電阻較大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.
第二次實驗：在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，加大電流，重做實驗，讓通電的時間與前次相同，兩次實驗比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.
第三次實驗：如果加長通電的時間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.
(2)焦耳定律
英國物理學家焦耳做了大量的實驗于1840年最先精確地確定電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比.跟通電時間成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律.
焦耳定律可以用下面的公式
表示：Q=I2Rt
公式中的電流I的單位要用安培(A)，電阻R的單位要用歐姆，通過的時間t的單位要用秒這樣，熱量Q的單位就是焦耳(j).
例題 一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量.
2020高中物理焦耳定律教案二
核心素養(yǎng)
通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學生的分析、推理能力;?體會物理科學探究的過程和方法，培養(yǎng)合作意識和創(chuàng)新能力。
一、教學目標
1.能通過實例，認識電流的熱效應。
2.能在實驗的基礎(chǔ)上得出電熱的大小與電流、電阻和通電時間有關(guān)，知道焦耳定律。
3.會用焦耳定律進行計算，會利用焦耳定律解釋生活中電熱利用與防治。
二、教學重難點
重點：通過實驗研究電熱與電流、電阻和通電時間的關(guān)系，并確定研究方法及實驗操作中各個環(huán)節(jié)應注意的問題。
難點：對焦耳定律的理解及焦耳定律在實際生活中的應用。
三、教學過程
教學
環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖 課前 登陸優(yōu)教平臺，發(fā)送預習任務(wù) 完成本節(jié)課的預習任務(wù)，反饋預習情況 了解本節(jié)課內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)薄弱點，針對性聽課 復習
提問
(2分鐘) 1.電功的大小與哪些因素有關(guān)?如何計算?
2.能說出一些用電器工作時能量的轉(zhuǎn)化情況?
學生按要求回憶，回答。 為本節(jié)課作知識上的鋪墊。
創(chuàng)設(shè)情景
引入新課
(3分鐘) 電流在電路中做功，可以將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，如電動機、電燈發(fā)光、電視機工作。
當這些用電器工作一段時間后，我們觸摸它們的有關(guān)部位，會有什么感覺?這是什么原因? 學生說出常見用電器工作過程中能量的轉(zhuǎn)化。
電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。 創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學生的興趣和求知欲。
聯(lián)系實際，引入新課。 新課教學(28分鐘) 電流的熱效應
投影：電飯鍋、取暖器、油燈、電爐絲、電鉻鐵……
這些用電器工作時有什么共同特點?
導線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導線并不很熱?說明什么?
一、提出問題
電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?
二、猜想與假設(shè)
提示：電熱是電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量，電路中有電壓不一定有電流，所以電壓對電流通過電阻產(chǎn)生熱量的多少沒有影響。(排除電壓這個物理量)
電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少與____________有關(guān)。
你能結(jié)合實例說出這三個因素對電熱的影響嗎?
三、設(shè)計實驗
要研究電流通過電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，如何設(shè)計實驗?如何比較產(chǎn)生熱量的多少?
四、進行實驗
(優(yōu)教提示：請打開素材“演示視頻：焦耳定律(二)”)
展示實驗裝置1
觀察本實驗裝置，思考：
1.本裝置可以用于研究電熱與哪個因素的關(guān)系?
2.兩電阻為什么要串聯(lián)?
3.如何比較電流通過電阻放出熱量?
4.設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格
電路接通，進行實驗，觀察U形管中液柱的上升情況，把實驗結(jié)果填入表格中。
分析實驗數(shù)據(jù)，可以得到什么結(jié)論?
展示裝置2
1.本裝置可以用于研究電熱與哪個因素的關(guān)系?
2.右邊電阻絲上為什么要再并聯(lián)一根電阻絲?
3.如何比較電流通過電阻放出熱量?
4.設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格
電路接通，進行實驗，觀察U形管中液柱的上升情況，把實驗結(jié)果填入表格中。
分析實驗數(shù)據(jù)，可以得到什么結(jié)論?
對于某一個電阻，在電流一定時，通電時間越長，電流通過電阻產(chǎn)生熱量越多。這個結(jié)論可以通過剛才的實驗中看出來，某一根電阻絲通電時間越長，液柱上升越高，說明放出熱量越多。
五、分析論證，得出結(jié)論
對以上兩個實驗進行總結(jié)，電流通過電阻產(chǎn)生熱量多少與電流、電阻和通電時間。 學生總結(jié)：
這些用電器工作時都是把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。
(得出電流的熱效應的概念)
電熱的大小可能與導體的電阻有關(guān)。
學生結(jié)合生活實際進行猜想：
電流、電壓、電阻、通電時間……
學生舉例證明猜想的合理性。
學生討論：
實驗時要控制電路中的電流相等，改變電阻，比較在相同時間內(nèi)放出熱量的多少。
可以通過加熱相同物體，比較物體吸熱升溫的多少
學生觀察實驗裝置討論得出：
1.本裝置研究電熱與電阻的關(guān)系。
2.電阻串聯(lián)，可以使流過兩根電阻絲的電流和通電時間相同。
3.通過左右兩管液面的高度差來比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
電流I/A
R1
R2
電阻/Ω
產(chǎn)生熱量(多/少)
4.實驗數(shù)據(jù)表格
學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。
學生觀察實驗裝置討論得出：
1.本裝置研究電熱與電流的關(guān)系。
2.使右邊容器中的電阻絲中的電流與左邊容器中的電阻絲不等(左邊電流大于右邊電流)。
3.通過左右兩管液面的高度差來比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
2020高中物理焦耳定律教案三
教學目的：通過演示和講解使學一掌握焦耳定律。講解電功和電熱的關(guān)系，知道在有非純電阻元件的電路中，電功大于電熱的道理。
教學重點：區(qū)別并掌握電功和電熱的計算。
教學過程
復習引入：復習提問電功概念。
使學生回答出電功即電流在一段電路上做的功W=UIt。接著向?qū)W生指出電流通過導體時，導體總是要發(fā)熱的，這是電流的熱效應。電流通過導體時產(chǎn)生的熱量的多少與什么因素有關(guān)呢?——我們這節(jié)課就來學習這個問題。
新課講授：
(一)焦耳定律：
英國物理學家焦耳(1818～1889)經(jīng)過長期的實驗研究后指出：
電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導體的電阻和通電時間成正比——焦耳定律。
Q=I2Rt………………………………………(1)式
說明：a.(1)式表明電流通過導體時要發(fā)熱，焦耳定律就是研究電流熱效應定量規(guī)律的。
b.(1)式中各量的單位.
(二)電功和電熱的關(guān)系：
設(shè)問： 電流通過電路時要做功，同時，一般電路都是有電阻的，因此電流通過電路時也要生熱.那么，電流做的功跟它產(chǎn)生的熱之間，又有什么關(guān)系呢?
1.純電阻電路.
如圖所示，電阻R，電路兩端電壓U，通過的電流強度I.
電功即電流所做的功： W=UIt.
電熱即電流通過電阻所產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt
由部分電路歐姆定律： U=IR
W=UIt=I2Rt=Q
表明： 在純電阻電路中，電功等于電熱.也就是說電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能(熱能).
電功表達式： W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t
電功率的表達式： P=UI=I2R=U2/R
2.非純電阻電路.
如圖所示，電燈L和電動機M的串聯(lián)電路中，電能各轉(zhuǎn)化成什么能?
電流通過電燈L時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能.電流通過電動機時，電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能.
電流通過電動機M時
電功即電流所做的功(電動消耗的電能)： W=UIt
電熱即電流通過電動機電阻時所產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt
W(=UIt)=機械能+Q(=I2Rt)
表明： 在包含有電動機，電解槽等非純電阻電路中，電功仍等于UIt，
電熱仍等于I2Rt.但電功不再等于電熱而是大于電熱了. UIt>I2Rt
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