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第4节 焦耳定律
第1课时 焦耳定律
教学目标
知识要点
课标要求
1．电流的热效应
通过生活实例，认识电流的热效应
2．焦耳定律
能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行简单的计算
新课引入
老师给学生展示：给白炽灯和电风扇通电相同的时间，让学生分别触摸白炽灯和电风扇的电动机部分，体验一下有什么感觉？为什么通电相同的时间，发热程度不同？能否解释这一现象？从学生的质疑中导入新课。
合作探究
探究点一 电流的热效应
活动1：课件展示，让学生分析这些用电器在工作的过程中的共同特点是什么？
电烤箱 电炉子
电熨斗 电饭锅
活动2：小组之间交流、讨论这些用电器工作时能量的转化情况。
归纳总结：
（1）总结：电流通过这些用电器后，都伴有热现象产生。
（2）电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
活动3：让学生走进生活，列举出生活中你见到的用电器有哪些？它们之间的能量转化是怎样的？哪些是利用了电流的热效应？哪些是防止电流的热效应？
总结：电热既有有利的一面也有不利的一面，电热器是利用电流的热效应；但在很多情况下我们并不希望用电器温度过高，因为温度过高会影响用电器的使用寿命，会使绝缘皮老化，甚至引起火灾，电视机的后盖有许多小孔，就是为了通风散热；电动机的外壳有许多散热片，也是为了降温。
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探究点二 焦耳定律
1．实验探究电影响电流产生热量的因素
提出问题：根据导课时的问题，请同学们猜想一下，电流通过不同的导体时产生的热量为什么不同？电流产生的热量与哪些因素有关？小组之间交流、讨论，阐明自己的观点。
猜想：可能与电流、电阻和通电时间有关
设计实验：根据猜想，小组之间设计实验，交流讨论出探究的方法、实验中电流产生的热量如何表现出来？探究分为几步完成？
根据每个小组的发言和交流，师进行补充和总结，出示课件，展示内容：
探究方法：控制变量法
研究问题的方法：转换法。即实验中通过U形管两边的液面的高度的变化转化为产生热量的多少。
探究步骤：（1）取两个阻值不同的电阻串联起来，通电相同的时间，观察U形管两边的液面的高度的变化；（2）取两个阻值相同的电阻，让其通过的电流不同，加热相同的时间，观察U形管两边的液面的高度的变化。
实验结束后，学生上讲台，将实验报告投影出来，并重点就结论、电路图、实验步骤、实验设计思想进行交流，生生、师生互问、互辩。
归纳总结：
（1）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（2）在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流越大，导体产生的热量越多。
2．焦耳定律
活动1：从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热的多少跟导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系，得到了焦耳定律，让学生自学P100的内容，完成下列问题：
（1）焦耳定律的内容？
（2）焦耳定律的表达式？各个物理量的单位？
活动2：学生结合自己的认识，完成课件展示的内容，并归纳总结。
归纳总结：
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2）公式：公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通电时间t的单位要用秒（s）。这样热量的单位就是焦耳（J）。
活动3：针对焦耳定律，老师进一步的延伸拓宽。出示课件展示。
延伸拓宽：电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q等于消耗的电能，即Q=W=UIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式。故此时W和Q的关系为：。
板书设计
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第1课时 焦耳定律
教学反思
焦耳定律是电功率知识的一个升华，对电学内容起着承上启下的作用。授课过程中我从学生生活中熟悉的用电器入手，使学生进一步认识电和热的关系，自然的导出电流的热效应，然后通过通电相同时间，白炽灯和电风扇的发热程度不同，让学生猜想电流产生热量的影响因素，进而通过实验说明电热与电阻、电流、通电时间都有关系（实验中很好地运用了控制变量和转换的研究方法），最后指出焦耳经过大量实验才于1840年得到精确的结果——焦耳定律，同时为了使学生加深对焦耳定律的认识，又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt，这时启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。
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