第四节焦耳定律及其应用
导学目标知识点：
1、知道电流的热效应。
2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。
3、知道电热的利用和防止。
导学方法：实验探究法、讨论法
课时：1课时
导学过程
课前导学
1、，这个现象叫做电流的热效应。
2、电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比，成正比，这个规律叫做焦耳定律。
3、焦耳定律的表达式是：。
课堂导学
一、认识电流的热效应、电热器
1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。
2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分叫 .它由的材料制成。
〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？
二、探究电热大小的影响因素
1、猜想：电流通过导体产生的热可能与有关；
2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就要采取。
3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？
方法：
4、实验参考电路图。
5、按照设计好的实验方案进行实验。
实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中的温度计升温快些，而甲、乙两瓶
和相等，表明：
。
(2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电流，通电相同时间后，观察温度计的示数升高情况。实验表明。
(3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热。
6、综合得到焦耳定律：
(1) 这个规律叫做焦耳定律。
(2)表达式为：
公式中各符号的意义及单位
符号意义单位符号意义单位
Q ------ ----- R ------ -----
I ------ ----- t ------ ----- 理论推导焦耳定律表达式。
运用焦耳定律解释课前提问，并分析发热体为什么要用电阻率的的材料制成。
例题：一根60欧的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内产生多少热量？
三、电热的利用和防止
1、学生列举生活中利用电热的例子
2、学生列举生活中我们是通过那些措施防止电热带来的危害的。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1、标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是
J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。
2、下列电器中，不属于电热器的是（）
A．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉
3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，这是因为（）
A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大
B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小
C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小
D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大
4、下列情况中防止电热危害的是（）
A.电视机背后有散热窗
B.家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次
C.家庭电路一般安装的漏电保护器
D.大型爆破工程用电热引发炸药
5、某导体的电阻是2欧姆，通过2A的电流时，1分钟产生多少焦耳的热量？
6、一只额定功率是450W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量？
课后练习
1、小宇同学按如图所示的装置，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小。
①闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是。
②一段时间后，可观察到A瓶中温度计的示数（填“大于”、“小于”或“等于”）B瓶中的温度计的示数。
③由上述实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量。
2、一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210欧姆，它的额定功率是多大？在额定电压下通电10分钟产生多少热量？
课后反思：
第四节焦耳定律 一、填空题 1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A， 电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为______（化学/内）能。 若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要______h，小明觉得充电时间 太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电， 于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热， 小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。 2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。而计算机内都装 有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 3、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热 和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。 4、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R1 的阻值是?．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻 器消耗的电功率是＿＿＿W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为J 5、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220V，额定功率模糊不清， 热效率为90%。正常工作情况下烧开满壶水需要5min，水吸收的热量为 118800J，此时热水壶消耗的电能为________J，其额定功率为________W， 电阻是________Ω。若实际电压为198V，通过电热水壶的电流是________A， 1min内电热水壶产生的热量是________J。(假设电阻不随温度改变) 6、灯具研究所为了研究白炽灯丝的温度对白炽灯平均寿命的影响，做了如 下实验：保持灯丝内惰性气体的压强为0.1atm，钨丝粗细为250 μm，通过改变钨丝中电流的大小来改变灯丝的温度，测得灯泡 的平均使用寿命与灯丝温度及电流间的关系如下表所示：分析 表中实验数据可以预测：在与上述实验相同的条件下，钨丝温 度在2200K时，其平均使用寿命应最接近于________h，你作出 这样的预测的理由是_____． 7、如图是电动汽车动力系统示意图。汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度。当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为W。若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热功率为W。 8、如图是某电热器的电路示意图，R1、R2为电热器发热电阻丝，若R1＝R2＝60.5Ω， 则电热器在旋钮开关接触点“2”时通电1min产生的热量是_____________J。现小 明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起 火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的_________点处。 9、饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如图，其中S 是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到 预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态.请回答下列问题：
《焦耳定律》
教学过程设计教学 环节教师活动 学生 活动 设计意图 一、引入 新课问题引入： ◆小魔术：带领学生利用电流热效应使导体丝发热， 进而“引爆气球”。 同学们猜想，老师如何通过开关远程引爆这只气 球的。 ◆探究活动1： 学生利用实验桌上的发热电阻丝结合电池、导线 点燃火柴，亲身体验电流的热效应。 5号电池电池盒镍镉合金丝火柴 学生 代表 参与 进行 实验 引课、激发 学生学习兴趣。 亲身体验， 激发兴趣。 二、探究 新知一、电流的热效应 定义：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。 ◆教师演示1：电炉丝通电后发热，呈红赤状态，那 么与之相连的导线呢？摸摸看。 观察、 交流、 回答 设置认知冲 突，将课程引向 重点。
请大家在镍镉合金丝旁串联一段铜丝连入电路，能否 点燃火柴？用手摸一摸。 镍镉合金丝铜丝 二、焦耳定律 表述：电流通过导体所产生的热量，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。 ◆探究活动2： 将电阻大小不同的镍镉合金丝串联，用它们各自 点燃火柴，比较哪个更快？ ◆探究活动3： 利用“焦耳定律探究仪器”，简单观察液柱升高情 况，探寻I、t一定时，Q与R的关系。 让学生根据实验数据归纳电热Q与R的关系。 ◆探究活动4： 利用“焦耳定律探究仪器”，简单观察液柱升高情 况，探寻R、t一定时，Q与I的关系。 思考、 实验、 总结 进行 实验、 采集 数据 课程难点， 利用二次函数曲 线辅助理解二次 方关系。
让学生根据实验数据归纳电热Q与I的关系。 (利用已采集好的实验数据，让学生归纳Q与t的关 系) 科学家生平： 焦耳(James Prescott Joule，1818～1889)，英 国物理学家。一生致力于实验研究。用近40 年的时 间做400 多次实验，研究热和功的关系。根据 测量电流通过电阻放出的热量，提出焦耳定律。他的 研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。为了纪念他 对科学发展的功绩，能量和功的单位被命名为“焦 耳”(J)。 三、电热的利用和防止 1．电热的利用：吹风机、孵蛋器。 听讲、 回答 问题 渗透情感态 度价值观。 拆解吹风机 激发学生兴趣。
《焦耳定律》教学设计 一、教学目标： 1、知识和技能目标：知道电流的热效应，理解焦耳定律的内容、公式及其运用，知道电热器的原理及构造。 2、过程与方法目标：要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法，学会科学探究、知识迁移的方法，培养学生的科学研究的能力。 3、情感态度与价值观目标：激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，培养学生的辩证唯物主义精神，渗透实事求是和科学献身教育，激励学生努力学习。 二、教学重点与难点 如何引导学生进行科学探究；如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法，培养科学研究的能力。 三、教法与学法 将学生分组，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。开学时就将学生4人一组分组，分组时男女生分开后，自由组合，便于讨论与交流，随着学习的深入，可适当调整小组成员，每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用，带领小组同学开展自主式学习。 四、教具与学具 学生用：铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝（5、10、10欧各一根，教师课前用电炉丝截取并焊好导线）。每小组一套。 教师用：与学生的基本相同，温度计改用数字的，另加各种电热器（电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等）、多媒体课件及教学平台。 五、探究实验：研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。 六、教学活动实录（部分）： （一）导入新课 师：（教师出示电饭锅，白炽灯、电风扇）这几种电器各有什么功能？ 生：煮饭、照明、吹风。 师：这些电器虽然功能不同，有没有共同点？ （学生小组讨论，请三位同学上来各拿一个电器，同时通电实验1分钟，并请他们触摸电器和电扇的电动机部分） （凡教师提出问题，教师留有一定的时间，让学生同桌或四人小组讨论） 生：它们工作时都会发热。 师：对！电流通过任何电器或导体，电器和导体都会发热，这种现象叫电流热效应。（教师
精品内容 请下载使用 希望对您有所帮助 考点23：焦耳定律及其应用 一、选择题 1．（2015四川乐山，第13题）如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是( )
A．a B．b C．c D．三个相同 2.（2015四川自贡，第15题）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是( ) A、三个用电器产生的热量相同 B、电风扇产生的热量最多 C、电烙铁产生的热量最多 D、电视机产生的热量最多 3.（2015湖北武汉，第19题）下图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( ) A.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系 B.将左边容器中的电阻丝换成10 的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少 4.（2015山东潍坊，第2题）下列图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是 ( ) 5.（2015江苏盐城，第2题）下列家用电器，主要利用电流热效应工作的是（） A.收音机 B.电视机 C.电风扇 D.电饭锅 6.（2015湖南株洲，第1题）2014年诺贝尔物理学奖颁给了发明蓝色二极管的三位科学家，
他们的这项发明实现了利用二极管呈现白光，且发光效率高。LED灯（即发光二极管）不具有的特点是( ) A．亮度高B．能耗低C．寿命长D．发热多 7.（2015吉林长春，第2题）以下家用电器中利用电流热效应工作的是（） A、电饭锅 B、洗衣机 C、电冰箱 D、电风扇 8.（2015福建厦门，第1题）如图1所示机器工作时应用电流热效应的是( ) 9.（2015湖南怀化，第9题）９．下面生活用具中，不是 ．．利用电流热效应工作的是（）Ａ．电饭锅Ｂ．电热水壶Ｃ．电风扇Ｄ．电烤火箱 二、填空题 1.（2015四川成都，第22题）如图12所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置。己知R甲=5Ω,R乙=10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝联在电路。若电路中的电流为0.3A，则甲电阻丝在I min内产生的热量为 J。 【答案】串 27 2.（2015上海，第12题）某导体两端的电压为6伏，10秒内通过该导体横截面的电荷量为6库，通过该导体的电流为安，这段时间内电流做功为焦，该导体的电阻为欧。 答案：0.6 36 10 3.（2015湖北襄阳，第28题）电热器是利用电流的______工作的；在电饭锅、电熨斗、电风扇中，不属于电热器的是_______。 答案：热效应电风扇 4.（2015山东聊城，第19题）如图是研究“电流通过导体产生的热量和什么因素有关”的实验，通电一段时间后，由现象可判断电阻产生的热量较多．在此实验中用到的物理科学方法是（写出一种即可）．
教学准备 1. 教学目标 让学生理解焦耳定律，及常见的应用场景 2. 教学重点/难点 焦耳定律公式的理解和应用 3. 教学用具 4. 标签 教学过程 预习检查、总结重点 串联电路、并联电路特点 电压表和电流表----串、并联规律的应用 情境引入、提出疑问 图片展示：（源于生活中的现象） 为什么电视机、电扇通电时间长了会发热？ 提示：从能量转化的角度来看 老师引导学生共同思考回答
师问：教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。 交流探究、分析点播 1、电功和电功率 从能量转化的角度总结电路的某些规律。 探讨几个用电器的能量转化情况 a、电炉→电能=>为热能 b、电解槽→电能=>化学能+热能 c、电风扇→电能=>机械能+热能 从静电力做功的角度： 电流通过用电器的过程中，消耗了电能，同时产生了其他形式的能，这个能量转化的过程就是电流做功的过程。实质上就是静电力做功，电势能减小，增加了其他形式的能的过程。在转化的过程中，能量是守恒的。 功是能量转化的量度：
电流做了多少功，就有多少电能=>其他形式的能，即电功=电路中能量的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。 如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一处横截面的电荷量q是多少? 师：请同学们思考下列问题 （1）电场力的功的定义式是什么? （2）电流的定义式是什么? 生：（1）电场力的功的定义式W=qU （2）电流的定义式 师：电流I，在时间t内通过这段电路上任一处横截面的电荷量q是多少? 生：在时间t内，通过这段电路上任一处横截面的电荷量q=It。 师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？ 生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt 师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。 电功：
《焦耳定律》教学设计 江苏南京29中致远校区殷发金 一、教学目标 （一）知识与技能 1．能通过实例，认识电流的热效应。 2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。 3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。 （二）过程与方法 体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。 （三）情感态度和价值观 会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。 二、教学重难点 电热是指电流做功把电能转化为内能，电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，实验中要采用控制变量的方法。研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同，设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。研究电热与电流的关系的设计是一个难点，电阻相同改变电流，可以利用并联分电流的思想，也可以两个电路来完成。 焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少，它与电功有联系也有区别。电功是指电流做功，可以把电能转化为各种形式能，而电热只是电功的一部分。只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。 重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。 难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。 三、教学策略 电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同形式的能量。本节研究的是把电能转化为内能多少，生活中的用电器工作时都伴有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变
第四节焦耳定律及其应用 导学目标知识点： 1、知道电流的热效应。 2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 导学方法：实验探究法、讨论法 课时：1课时 导学过程 课前导学 1、，这个现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比， 成正比，这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是：。 课堂导学 一、认识电流的热效应、电热器 1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。 2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分叫.它由的材料制成。 〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？二、探究电热大小的影响因素 1、猜想：电流通过导体产生的热可能与 有关； 2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就 要采取。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 方法： 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中的温 度计升温快些，而甲、乙两瓶 和相等，表明： 。 (2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电 流，通电相同时间后，观察温度计的示数升高情况。实验表明 。 (3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时， 通电时间越长，电流产生的热。 6、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律叫做焦耳定律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位
符号 意义 单位 符号 意义 单位 Q ------ ----- R ------ ----- I ------ ----- t ------ ----- 理论推导焦耳定律表达式。 运用焦耳定律解释课前提问，并分析发热体为什么要用电阻率的的材料制成。 例题：一根60欧的电阻丝接在36V 的电源上，在5分钟内产生多少热量？ 三、电热的利用和防止 1、学生列举生活中利用电热的例子 2、学生列举生活中我们是通过那些措施防止电热带来的危害的。 教师引导、学生归纳小结 课堂练习：P 102 动手动脑学物理 1、 2 课后练习 1、标有“220V 40W ”电热器安装在220V 的电路中，工作100s 后，所消耗的电能是 J ，通过电热器的电流是 A ，产生的热量是 J 。 2、下列电器中，不属于电热器的是 （ ） A ．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉 3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热 发红时，连接导线却不热，这是因为 （ ） A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大 4、下列情况中防止电热危害的是 （ ） A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使 用，隔一段时间要通电一次 C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药 5、某导体的电阻是2欧姆，通过2A 的电流时，1分钟产生多少焦耳的热量？ 6、一只额定功率是450W 的电饭锅，在220V 的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量？
人教版初中物理九年级全一册第十八章《电功率》 第四节《焦耳定律》教学设计 一、教学目标： （一）知识与技能 1、知道电流的热效应； 2、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 （二）过程与方法： 知道科学研究中常用的等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用。 （三）情感、态度与价值观 通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心。 二、教学重点：焦耳定律的内容、公式、单位及其运用 三、教学难点：焦耳定律的计算 四、教学用具：ppt课件 五、教学时数：1课时 六、教学过程： （一）复习回顾 1、电流做功的实质是什么？怎样计算电功？ 2、电功率的物理意义、定义分别是什么？怎样计算电功率？
3、如何测量小灯泡的电功率？ （二）引入新课 灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？ 电视机使用一段时间后，用手触摸后面的机壳部分有什么感觉？ 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。 课件展示相关用电器图片：电熨斗、电饭锅、电炉子、电暖气等提问：取暖器接通电路后，电阻丝逐渐发红发热，但是导线却不怎么发热，这是为什么？这节课我们就来学习一下有关这部分的内容，解答同学们心中的疑惑。 （三）进行新课 1、电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 提出问题：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 演示实验一：如图18.4-2所示,安装实验电路 探究电热与电阻大小的关系 (1)将两电阻丝串联接到电源两端，通过两段 电阻丝的电流相同。 (2)闭合开关后发现，右侧U型管中液柱的高 度差较大些，说明：右侧容器中的电阻丝产生的热较多。 实验表明，在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这
3焦耳定律 广东省中山市北区中学张常红（中教高级） 教材依据 人民教育出版社九年义务教育三年制初级中学教科书第二册第九章。 教学理念和设计思想 根据素质教育的要求，我们的教学要培养学生的科学素养和创新能力，体现以人为本的教学思想，使学生在学校里得到全面的发展。物理学科是一门以实验为基础的学科，要想学好物理，就得认真地做好实验，鼓励学生敢于动手、勤于动手、要多动脑，对实验中看到的现象和学习中遇到的问题，要多问些为什么。我们还要突破知识本位的思想，着力培养学生的科学研究方法和能力。学习物理还要多联系社会与生活，试着用科学知识解释看到的现象。物理知识在日常生活中有着重要的应用，想一想科学技术给我们的社会带来了哪些好处，同时又带来什么社会问题，应该怎样解决，力争使自己的教学富有时代气息，突出科技、技术、环境和社会三大主题，增强学生的社会责任感和时代紧迫感。 我们的教学目标包括三个方面：知识和技能目标，过程与方法目标，情感态度与价值观目标。“焦耳定律”一节内容若仅从知识和技能目标来看，是让学生理解和运用焦耳定律的公式，这是很容易达到的，教师多出几道例题让学生训练就可以了。然而这是远远不够的，这样根本没有达到教学目标。教师再补做一下演示实验，也仅仅是让学生增加一些感性认识，使学生对焦耳定律产生一些认同感，加深记忆，培养学生的实验技能和尊重实验的精神。这仍然是不够的，完成的仍然是浅层次的教学目标，过程与方法、情感态度与价值观目标很难体现。 为了全面完成各项教学目标，我们必须充分挖掘隐含在该节内容中的素质教育因素对学生进行教育。首先，把教师的演示实验改为学生的科学探究实验，严格按照科学探究的步骤展开；其次，将学生进行分组，加强同桌和小组同学间的交流与讨论。学生在自己提出的问题驱动下去探究，在讨论交流中进行思维的沟通和碰撞，这些都是创新学习的重要手段，既能培养学生的实验动手能力，又能培养学生的合作学习精神和探求真知的兴趣，真正成为学习的主体，更重要的是使学生真正体验到科学发现的成功喜悦，得到了科学探究的方法和科学研究的能力的培养，领悟科学的思想和精神，为学生将来的科学研究奠定了基础。
焦耳定律的公式及其应用2 一．选择题（共21小题） 1．（2018?高青县一模）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（） A．60J B．36J C．30J D．6J 2．（2017秋?福田区校级期末）有两根电热丝R1和R2，其大小关系是R1：R2=3：1，若单独用R1对一壶水加热，则所需时间为t0．若将这两根电热丝并联连入电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热损失）（） A．B．C．D．3．（2018?漳州一模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=20Ω．闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片到中点c时，电流表的示数为0.4A；移动滑片P至最左端a时，电流表的示数为0.3A．则滑片P在最左端a时，通电4秒钟滑动变阻器产生的热量是（） A．24J B．7.2J C．32J D．12.8J 4．（2018?朝阳区二模）如图所示电路，电源电压恒为12V，小灯泡L1的规格为“6V 3W“，小灯泡L2的规格为“2.5V 0.3A”，滑动变阻器标有“50Ω 1.5A“字样。假设灯丝阻值不随温度改变，下列说法中正确的是（）
A．小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻 B．该电路只可以使小灯泡L2保持正常发光，而不能使小灯泡L1保持正常发光 C．相同时间内电流通过小灯泡L1做的功小于通过小灯泡L2做的功 D．当该电路中的电流为0.2A时，通电lmin，小灯泡L1灯丝产生的热量为0.48J 5．（2018?宜昌）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（） A．2：1B．1：2C．4：1D．1：4 6．（2018?胶州市一模）甲、乙两电热丝电阻之比为3：4，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（） A．27：4B．9：4C．4：9D．4：27 7．（2018春?天心区校级期末）一幢楼的用电器全部使用时，电路中消耗的电功率是P，串联在干路里的保险丝每分钟产生的热量是Q，若只用部分用电器时，电路中消耗的电功率变成，这时保险丝每分钟产生的热量是（） A．B．C．Q D．2Q 8．（2018?无锡一模）如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油，通电一段
第4节焦耳定律 课标要求 从“课程内容”的要求看，本专题涉及如下条目： 通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。 例2 电流通过电炉丝，电流做了功，将电能转化成了内能。 课标解读 江苏南京29中致远校区殷发金 本条目涉及课程标准中一级主题“能量”中“电磁能”的内容。“能量”是课程标准中科学内容的三大主题之一。本条目课程内容涉及认知性目标和体验性目标两个维度。具体说明如下： “通过实验，探究并了解焦耳定律”包含了体验性目标和认知性目标两个目标维度。从行为动词层次水平看，“探究”属于体验性目标中的“经历”层次水平，“了解”属于认知性目标中的“了解”层次水平，课程标准要求在探究实验的基础上对焦耳定律进行了解。学生经历了实验的过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探究真理的科学态度。焦耳定律的研究是从电流热效应开始的，结合实例可以发现，导体电阻的大小对电热有影响，从而提出“影响电热大小的因素有哪些”的问题。在研究电流、电阻和通电时间对电热大小影响时，要利用控制变量的物理方法，在研究电热与电阻关系时，要控制电流和通电时间一定，可以设计成串联电路。在研究电热与电流关系时，要控制电阻和通电时间一定，电阻相同，要改变电流，可以改变电阻两端的电压。电热大小的比较是通过转换的物理方法，利用电热器加热物体，物体温度上升的越多，说明电热器产生的热量越多。通过实验能得出电热与电流、电阻和通电时间的定性的关系，知道电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流在电阻上放出的热量越多。焦耳定律是在大量的精确实验的基础总结出来的，它反映了电热与电流、电阻和通电时间的定量关系，写成公式的形式为Q=I2Rt。知道电功与电热间的联系与区别，电功是电流做功，把电能转化为其它形式的能，电热是指电流做功把电能转化为内能，电热是电功的一部分，当用电器把电能全部转化为内能时，电功就等于电热。 “用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象”包含了认知性目标这个维度。从行为动词层次水平看，“说明”属于认知性目标中的“了解”层次水平。设置本主题的目的是利用焦耳定律来解决实际问题，体现了“从物理走向生活”的课程理念。另一目的是发展学生勇于探究日常生活中的物理道理，有将科学技术应用与日常生活、社会实践的意识。如在生活中导线与用电器是串联在一起的，通过它们的电流是一样的，而用电器的电阻比导线的电阻大的多，根据在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比的道理，因而用电器耗的电比导线耗的电要多的多。生活中有的用电器是利用电热的，如电水壶、取暖器、电饭锅等；有的用电器工作时产生的电热是没有用的，甚至会对用电器造成损坏，要采取措施防止电热造成危害，如电视机、电脑等设备都有散热孔，通过分析培养我们要用辩证的态度看待事物。 重难点突破 江苏南京29中致远校区殷发金 一、教学内容分析 焦耳定律是初中物理学习的重要定律之一，它是对前面电功、电能理解的提升。本节通过实例认识电流的热效应，结合实例对电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关提出猜想，通过实验来验证自己的猜想，通过实验得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，得出
焦耳定律导学案 一、学习目标 1理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。 2 2 2 2 2.了解电功和电热的关系。了解公式Q=I Rt ( P = I R)、Q=U t/R ( P= U /R)的适应条件。 3.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。 重点：区别并掌握电功和电热的计算。 难点：区别电功和电热 二、自主学习 1.能量转化电炉通电时, 能转化为_能；电动机通电时, 能转化为—能;蓄电池 充电时，_能转化为_ 能;电能转化成其他形式能的过程就是的过程，电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。 2.电功自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动, 结果电荷的电势能 他形式的能 电流在一段电路中所做的功等于这段电路三者的乘积。计算式为 W= 3.电功率电流做的功叫电功率。用表示电功率， 表达式为P= 电流在一段电路上做功的功率P等于—与这段电路的乘积。 4.焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟导体的电阻及通电时间 。这个关系最初是由实验得到的。 5.表达式Q=
6.热功率的发热量通常称为热功率，表达式为P=____ 。 P 总=UI . 三、合作探究 探究一：电功与热量的关系 1.纯电阻电路: (1)特点: (2 )常用元件、电器: (3)电功与热量的关系: 2.非纯电阻电路 (1)特点: (2 )常用元件、电器: (3)电功与热量的关系: 探究二：含有电动机的电路 1.电动机模型 电动机是一种非纯电阻性用电器, 它把电能转化为机械能和热能. 在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻「D和无电阻的转动线圈D串联而成，如图2-5- 2所示，电流通过「D时把电能转化为热能, 而线圈D把电能转化为机械能. 2?输入功率：电动机的总功率?由电动机电路的电流和电压决定，计算:
制作人：冉光强参与人：教科室主任： 第四节焦耳定律及其应用 学习目标： 1、知道电流的热效应。 2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 导学过程： 一、课前导学 1、，这个现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比，成正比，这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是：。 二、课堂导学 （一）、认识电流的热效应、电热器 1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。 2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分叫 .它由的材料制成。 〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？ （二）、探究电热大小的影响因素 1、猜想：电流通过导体产生的热与有关；
2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就要采 取。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 方法： 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中 的温度计升温快些，而甲、乙两瓶和相等， 表明：。 (2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电流，通电相同 时间后，观察温度计的示数升高情况。实验表明 。 (3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时，通电时间越长， 电流产生的热。 6、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律 叫做焦耳定律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位符号
符号意义单位符号意义单位 Q ------ ----- R ------ ----- I ------ ----- t ------ ----- 例题：一根60欧的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内产生多少热量？ （三）、电热的利用和防止 1、学生列举生活中利用电热的例子 2、学生列举生活中我们是通过那些措施防止电热带来的危害的。 达标检测： 1、标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的 电能 J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。 2下列电器不属于电热器的是（） A．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉 3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接 导线却不热，这是因为（） A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大
9-18-4焦耳定律 一.教学目标 (一) 知识与技能 1.知道电流的热效应。 2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。 3.了解电热在生产和生活中的应用。 (二) 过程和方法 1.通过探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能 力。 2.知道等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用。 (三) 情感、态度与价值观 1.通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学，勇于克服困难的信念。 2.通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。 二.教学背景分析 （一）教材分析 焦耳定律是九年级物理第十八章第四节的内容，是本章的重点，是初中物理学习的重要任务之一，是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现。教材在电功、电功率之后安排焦耳定律，符合学生的认知规律，本节由“电流的热效应、焦耳定律和电热的利用与防止”三部分组成，研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系，焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。教学中，做好实验及分析实验现象是关键。本节课的设计体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。 （二）学生学习背景分析 1.学生对焦耳定律较为陌生，但有一定的电流的热效应认识。由于新课程理念与应试教育观念的冲突，学生对探究教学形式还有某些不适应。 2.九年级学生有一定的归纳能力、分析能力，能对较简单的物理现象进行归纳并得出初步结论， 但用图像法收集与分析实验数据的能力较为薄弱。 三.教学重难点
1.重点： 通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。 2.难点： 对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。 四.教学方法 观察法、讨论法、讲练法、小组合作探究。 五.教学用具和实验器材 多媒体课件、焦耳定律演示器、电流表、电源、开关、导线、滑动变阻器等。 六.课时安排 1 课时 七.教学过程
焦耳定律 课题焦耳定律课型新授课 教学目标1．了解电流的热效应及电能与热能的转化； 2．理解焦耳定律内容及表达式，并利用其解决相关简单计算；3．了解电流热效应的应用与危害防控。 教学重点引导学生探究电热与电阻之间关系，并初步归纳其结论。 教学难点电热与电流为“二次方”关系的得出与理解。 教学准备课件，导学案 教学方法先学后教，学案导学，合作达标 教学后记 教学环节教师活动学生活动备注 一、讲授新课知识点一：电流的热效应 任何导体中有电流通过时，导体都要发热，如电放锅、电热器、电熨斗等利用电能来加热的设备；日常生活中，我们不需要发热的电器：如电风扇、电脑等通电时也会产生热量，所以电流通过导体时都会有电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 那么，电流通过导体时产生的热量与什么因素有关呢？ 实验探究：影响电热的因素 设计实验：两个透明容器中封闭着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而可以间接比较电阻丝放热的多少——转换法 1.研究电热与电阻的关系： 如下图所示，将两个阻值不同的电阻串联，以保证电流和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。
实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 2.研究电热与电流关系 如下图所示，将三个阻值相同的电阻混联，以保证电阻和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。 实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 生活经验告诉我们，通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。 【典型例题】将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下 列有关说法中，错误 ．．的是： A．三个电器消耗的电能一样多 B．电流通过三个电器做功一样多 C．三个电器产生的热量一样多 D．电烙铁产生的热量最多
九年级物理全册第十八章电功率第4节焦耳定律教案（新版）新 人教版 【教学目标】 1.知识与技能 理解电流的热效应。 理解焦耳定律。 知道理解和防止电热的场合和方法。 2.过程与方法 通过实验探究电流的热效应与电流、电阻的关系。 3.情感态度和价值观 具有对科学的求知欲、乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。 【教学重点】 电流产生的热量与电流、电阻大小之间的关系。 【教学难点】 理解焦耳定律。 【教学方法】 合作探究交流 【教学用具】 多媒体课件焦耳定律演示器 【课时安排】 1课时 【教学过程】 一、创设情境导入新课 展示图片，讨论热量的来源，以此引入新课 电热水器提供热水电暖气提供热量
电熨斗熨烫衣物电烤箱烘烤食品 二、探究新知 （一）电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。 电暖气电饭锅电热孵卵器电热毯等。 知识拓展 电流的三大效应 电流的热效应电流的磁效应电流的化学效应交流讨论 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想与假设 1、可能与导体电阻大小有关 电阻越大，电流热效应越大 2、可能与电流大小有关 电流越大，电流热效应越大 3、可能与通电时间长短有关 通电时间越长，电流热效应越大 设计实验
讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？ 控制变量法 讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？ 利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。 实验原理：利用气体的热胀冷缩。 实验器材：两个透明容器中密封着等量的空气，容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电热的多少。 实验装置： 实验1：研究电热与电阻关系 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 实验2：研究电热与电流关系 播放多媒体视频 结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 焦耳，英国物理学家，用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。他的研究为能量守恒定律奠定了基础。 焦耳定律内容：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， R1=5ΩR 2=10Ω
焦耳定律 夯基提能作业 A组基础巩固 一、选择题 1.(2017山东潍坊,5,2分)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是() 2.假设导体没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是() A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动 C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨衣服 3.(2018北京,21,2分)(多选)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 ℃的煤油,阻值为5 Ω和10 Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是() A.此实验探究的是热量与电阻的关系 B.此实验探究的是热量与电流的关系 C.此实验探究的是热量与时间的关系 D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少 4.(多选)如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是()
A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法 B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D.乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 二、填空题 5.(2017湖南邵阳,24,2分)一根电阻丝的电阻是10 Ω,通过2 A的电流时,1 min内产生的热量是J。 6.(2018吉林,15,2分)一只标有“8 V0.4 A”的小灯泡,接在电源电压为12 V的电路中,为使其正常发光,应串联一个Ω的电阻;该电阻通电10 s所产生的热量是J。 三、实验探究题 7.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。实验中,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是 。 8.[2018甘肃兰州,28(3),3分]某兴趣小组的同学,做了以下探究实验: 探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”。他们选用了以下实验器材:两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油,相同的温度计
科目：物理年级：九编制：刘俊生审核：时间：2014-11-15 编号：23 418.4焦耳定律学案 班级姓名小组等级 一、学习目标 1.知道电流的热效应. 2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。 二、自主学习 （一）请同学们带着下列问题看课本P99-101页内容，勾画知识点并记忆，可查资料但要独立完成： 电脑使用一段时间后，用手触摸主机有什么感觉？为什么？为什么电脑后面有一些小孔，而且有时能听到风扇转动的声音？ 1.电热水器、电饭锅、电熨斗、电饼铛这些用电器有什么共同特点？ 2．电流的热效应：。 3．生活中的用电器哪些是利用电流的热效应工作的？ 4．电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？ （二）自学检测要求：7分钟完成自学检测题目，要求书写认真、规范。 1.电流通过电风扇做功时，能转化为能和能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定 3.6×106J 2.一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源两端，在5 min内共产生多少热量？ 3.额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? 三、合作探究（15分钟） （一）先交换学案，准备更正 （二）猜想：电流通过导体时产生热的多少可能跟什么因素有关？找出支持你猜想的理由。 我们实验研究时就要采取。 （三）小组实验探究： ①观看演示99页演示实验，通过看到的现象你能得到什么结论？实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ ②观看演示100页演示实验，通过看到的现象你能得到什么结论？ ③电流通过导体时产生热的多少还跟什么因素有关？ 3.总结：（1）英国物理学家焦耳做了大量实验表明：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。这个规律叫做焦耳定律。 公式为：Q = I 2Rt （2）单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦. （3）公式推导:电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，