经典：焦耳定律(公开课)

第十八章 电功率第4节 焦耳定律教学目标2.在实验过程中，体验控制变量法和转换法的应用，进一步提高实验设计能力，养成实事求是和严谨的科学态度。

1. 理解焦耳定律，并能用焦耳定律进行有关计算，会解释有关电热现象；了解电热的利用和防止。

1、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。

电热水器电热水壶电炉电烤箱电饭锅电热取暖器这些用电器工作时有什么共同特点？一、电流的热效应一、电流的热效应1、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。

2、电流产生的热量用Q来表示；热量的单位和能量的单位一样，都是焦耳，焦，J灯泡通电一会儿会烫手，不通电不烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？猜想：电热Q与电阻、电流、时间有关。

观察与猜想讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？（控制变量法）讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？（转换法）实验装置实验中，通过观察_________________来比较电流产生的热量的多少。

管中液面上升的高度这种研究方法叫二、电流产生热量Q 的多少跟什么因素有关？请同学们以4人为一小组，结合书P99页内容讨论R 1 = 5 ΩR 2 = 10 ΩA 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。

现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。

结论1：控制不变的量是：__________、____________。

电流通电时间 实验1：研究电热与电阻关系点击图片播放实验视频I = 2I1IAR = 5 ΩR = 5 ΩR = 5 ΩI 1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。

现象：电流较大的这边的液柱上升较高。

结论2：控制不变的量是：____________、______________。

电阻通电时间 实验2：研究电热与电流关系点击图片播放实验视频结论3：生活经验可知：在电阻、电流相同时，通电时间越长,产生的热量越多。

课题18.4焦耳定律学习目标1、能通过生活实例，认识电流的热效应。

2、在实验的基础上理解焦耳定律，知道电流产生的热量和电阻的关系。

3、会用焦耳定律进行计算。

4、通过学习电热的利用和防止，学会辩证的看待问题。

教与学重点焦耳定律中电热和电阻的关系。

教与学难点焦耳定律的理解和应用。

引入新课自主学习1：电流的热效应（阅读课本99页，找到电流的热效应的概念）问题：生活中，哪些用电器是利用电流热效应工作的？合作探究：演示实验一、Q与R的关系1、实验装置的原理：（2号同学阐述装置结构）两个U形管中液面高度发生变化，说明了，这里用到了物理方法。

2、探究电阻产生的热量和电阻大小的关系：（3号）要求：在空白处画出此图的两个电阻丝的连接方式3、进行试验4、得出结论：（4号）本次实验中控制了、相同，改变了，从而研究了电流通过导体产生的热量与有关，越大，越多。

演示实验二、Q与I的关系1、（1号）组织成员画出电路图并分析本次实验中控制了、相同，在右边容器外部并联了一个电阻，改变了，从而研究了电流通过导体产生的热量与有关，越大，越多。

自主学习2：阅读课本“焦耳定律”，自学101页例题1、（4号上讲台展示）公式：物理量的符号和单位2、（1、3号各两位上台，其他同学在草稿纸上）计算（3.4号完成）.演示实验图1中，电路中的电流1A，工作10s钟，两个电阻分别产生多少焦耳热量？（1.2号完成）演示实验图1中，电源电压6V，工作1min，两个电阻分别产生多少热量？想想议议：1、电炉丝通过导线接到电路中，电炉丝和导线通过的电流相同。

为什么炉丝热得发红，而导线却不怎么热？换句话说，电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？（见课本P99图18.4—2）2、（组长组织小组成员归纳）电热的利用和防止的实例----联系生活，分享受益堂清检测1．下列用电器中不是利用电流热效应工作的是（）A．电动机B．电烙铁C．电饭锅D．浴霸2．下列情况中，防止电热造成危害的是（）A．电视机背后有散热窗B．家电长时间不使用，隔一段时间要通电一次C．家庭电路一般安装自动保护装置D．大型爆破工程用电热引发炸药3．有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是( )A．三根串联B．三根并联C．两根串联起来，再跟第三根并联D．两根并联起来，再跟第三根串联4．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220V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（）A．电烙铁B．电视机C．电风扇D．一样多5．在电源电压保持不变时，为了使电热器在单位时间里产生的热量多一些，下列措施中可行的是（）A．增大电热丝的电阻B．减小电热丝的电阻C．在电热丝上串联电阻D．以上措施都可以实验装置图1 图2。

蜀光中学授课教师：张心悦授课内容：焦耳定律电路中的能量转化§2.6焦耳定律电路中的能量转化教学过程教学思想【动画导入】爱迪生发明白炽灯照亮世界，却不曾料想白炽灯存在着能量的巨大浪费----选择何种灯泡节能呢？通过动画来了解。

【提问】为什么节能灯有节能的效果？引导学生思考白炽灯和节能灯相比，能量浪费在了哪里？这就需要对电路中的能量转化进行分析。

【回顾】在电源内部，通过非静电力做功，使电池中的化学能转化为电能，如果已知电源电动势E 、电流I 以及通电时间t ，能否求出非静电力所做的功。

根据电动势的定义式，可知W 非=qE=IEt 表示电源能提供的电能【类比】电荷在电源内部获得电能，在外电路上，通过电场力做功，将电源输出的电能转化为其他能量，若已知电阻两端的电压U 、通过的电流I 以及所用的时间t ，能否求出电场力所做的功。

根据第一章公式，可得W=qU=IUt,表示外电路消耗的电能。

【提问】如何衡量电场力做功的快慢？电功率。

将其定义为电场力做功与做这些功时间的比值。

IU WP t== 电场力做功越快，说明电能向其他能量的转化越快。

【创设情境】由生活经验可知，当电流流过用电器一段时间后，用电器会发热。

如电视机后盖，灯泡外壳等。

【提问】为何电流流过用电器，用电器就会发热？ 【分析】以通电的金属导体为例进行分析。

通引力学且能量”根知有逐其建立信心。

这程知生生热素有关。

在金属导中，有能自由移动的自由电子和位置相对固定的金属正离子，自由电子在电场力作用下做定向加速运动，在运动过程中，不可避免的与金属正离子发生碰撞，把定向运动所获得的动能不断转移给正离子，使正离子热运动加剧，导体温度升高，由于碰撞，可认为自由电子整体的运动速率不变，而将电能转化为金属正离子的内能，而内能的变化正好可以用热量来衡量。

若灯泡散发的热量越多，说明获得的内能越多。

【说明】可用热量来描述内能的变化。

【探究】热量的大小与哪些因素有关？【猜测】根据导体内部电子的运动情况，可知，对同种导体而言，相同时间内，电流越大，可自由移动的电子数目越多，与金属正离子的碰撞越多，因此热量越多，可猜测电流越大，热量越多；同理，对同种导体而言，若延长通电时间，则自由电子和金属正离子的碰撞次数也会增加，猜测通电时间越长，热量越多；对不同导体而言，电阻率不同。

《焦耳定律》教学设计例：一根 60 Ω的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量解：根据欧姆定律，通过电阻丝的电流为I=U/R=36V/60Ω根据焦耳定律可得，电流产生的热量为Q=I²Rt=〔0.6A〕²×60Ω×5×60s=6480J三、电能与电热的关系1、电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，那么电流产生的热量等于消耗的电能，等于电流所做的功W，即Q=W=UIt2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：此时：W＞Q热思考：电视机、电动机、电暖气都标有“220V，200W〞，把它们并联在220V的电压下，那么相同时间内产生热量Q最多是___________。

为什么？解：由W=Pt可知，消耗的电能一样多；电视机：W=Q+光能电动机：W=Q+机械能电暖气：W=Q所以，电暖气产生的热量多四、电热的利用和危害1、电热的利用：家里的电饭锅、电热水器、电吹风机等就是利用电热的用电器；2、电热的危害与防止：电热过多会烧坏用电器，产生很多平安隐患；电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热，电脑里安装了微型风扇及时散热。

所学规律，整理解题思路，灵活运用所学知识。

加深学生对焦耳定律的印象通过引入生活中常用用电器工作时电热与电能的关系，让学生更加形象地理解用电器工作时电能与其他形式的能的转化关系通过举例让学生更好地将所学知识运用到生活中，让学生认识到知识不仅仅存在于课本，更多的来源于生活，又效劳于生活。

，课后设计1、课堂小结，梳理知识。

2、课堂检测3、布置作业：完成动手动脑学物理1、2、3、4。

10分梳理一节课的知识，让学生回忆本节课的收获，并通过练习加深对知识的掌握第二课时【教材分析】电流、电压和电阻三个物理量之间不是孤立的，本节课直观表达电阻的改变影响着电路中的电流，为深入探究电流与电压、电阻的关系作思维的过渡。

同时，变阻器是电阻知识的延伸和实际应用，它是电学中最常用的重要电路元件，是本章教学重点。