2023高中物理焦耳定律教案
焦耳定律規(guī)定：電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量和導(dǎo)體的電阻成正比，和通過導(dǎo)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(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1.知道電流的熱效應(yīng).
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用.
能力目標(biāo)
知道科學(xué)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(biāo)
通過對焦耳生平的介紹培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的信念.
教學(xué)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(xué)生能更好地體會的一些科學(xué)研究的方法，避免了一開始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)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(dǎo)學(xué)生更信服.同時啟發(fā)學(xué)生從實驗和理論兩方面學(xué)習(xí)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(dǎo)體產(chǎn)生熱量入手，可以舉例也可以讓學(xué)生通過實驗親身體驗.然后進(jìn)入定性實驗.
對焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)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(dǎo)中應(yīng)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(xué)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(fēng)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(xué)生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).
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(xué)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(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)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(dǎo)電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力;?體會物理科學(xué)探究的過程和方法，培養(yǎng)合作意識和創(chuàng)新能力。
一、教學(xué)目標(biāo)
1.能通過實例，認(rèn)識電流的熱效應(yīng)。
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(jìn)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(xué)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(yīng)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(yīng)用。
三、教學(xué)過程
教學(xué)
環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 課前 登陸優(yōu)教平臺，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù) 完成本節(jié)課的預(yù)習(xí)任務(wù)，反饋預(yù)習(xí)情況 了解本節(jié)課內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)薄弱點，針對性聽課 復(fù)習(xí)
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(xué)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(dāng)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(xué)生說出常見用電器工作過程中能量的轉(zhuǎn)化。
電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。 創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。
聯(lián)系實際，引入新課。 新課教學(xué)(28分鐘) 電流的熱效應(yīng)
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(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并不很熱?說明什么?
一、提出問題
電流通過導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xué)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(yīng)的概念)
電熱的大小可能與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。
學(xué)生結(jié)合生活實際進(jìn)行猜想：
電流、電壓、電阻、通電時間……
學(xué)生舉例證明猜想的合理性。
學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)目的：通過演示和講解使學(xué)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(xué)重點：區(qū)別并掌握電功和電熱的計算。
教學(xué)過程
復(fù)習(xí)引入：復(fù)習(xí)提問電功概念。
使學(xué)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(dǎo)體時，導(dǎo)體總是要發(fā)熱的，這是電流的熱效應(yīng)。電流通過導(dǎo)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(xué)習(xí)這個問題。
新課講授：
(一)焦耳定律：
英國物理學(xué)家焦耳(1818～1889)經(jīng)過長期的實驗研究后指出：
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導(dǎo)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(dǎo)體時要發(fā)熱，焦耳定律就是研究電流熱效應(yīng)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(dá)式： W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t
電功率的表達(dá)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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