18[1].4焦耳定律__新人教版

第4节 焦耳定律
新的物理课程标准的基本理念是：1.注重学生发展，改变学科本 位观念；2.从生活走向物理，从物理走向社会；3.注重科学探究， 提倡学习方式多样化等。为了体现这些新的理念，《电与热》首 先从学生生活中熟悉的用电器入手，使学生了解电流的热效应； 为了使学生进一步认识电和热的关系，教材设计了探究性的实验， 探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？”在探究 实验的基础上介绍了“焦耳定律”；教材最后又回到生活中，使 学生了解“电热的利用和防止”。《电与热》既是对第八章《电 功率》中电能、电功率的一个应用的总结，又是对家庭用效应，贴近生活，贴近实际， 体现了从生活走向物理。探究过程中，让学生充分讨论，调 动学生学习的积极性，使学生掌握知识，同时培养他们分析 归纳、辩证思维的能力，注重对物理研究方法的教学，培养 学生应用所学物理研究方法解决物理问题的能力，体现以学 生为主体的教学思想。
在生活经验方面，学生经常接触到电热器，对电流的热效应已有 了一定的了解；在知识储备方面，学生对欧姆定律、电功率有了 一定的基础；在研究方法上，对于转换法、控制变量法、探究性 学习的过程与方法也有了一定的认识。同时对于与生活接触紧密 的电热现象及其应用，学生兴趣浓厚。所以，本节课的关键在于 教师正确引导，充分调动学生学习的主动性与积极性，让学生充 分讨论、探究、合作、交流，使学生真正成为学习的主人。
的电阻成正比，跟通电时间成正比，这就是著名的焦耳定律。
符号的意义及单位： Q——热量——焦耳（J） R——电阻——欧姆（Ω） I——电流——安培（A） t——时间——秒（s） 例题：一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V 的电源上，在 5 min 内共产生多少热量？教师引导学生分析、演算、要求一名学生 板演。 解：由题知：R＝60 Ω，U＝36 V，t＝5 min＝300 s（注意 时间的单位是 s） Q＝I2Rt＝（UR）2Rt＝UR2t＝（6306 VΩ）2×5×60 s＝6480 J

5. 电流的热效应和电阻的发热效应
6. 电功与电热的关系
7. 电功率与热功率的关系
8. 焦耳定律与能量守恒定律的关系
9. 焦耳定律在生活中的应用：电热器、电饭煲等
10. 实验器材的选择和使用
11. 实验数据的处理和分析
12. 安全注意事项
13. 焦耳定律的发现者和命名
14. 焦耳定律的意义和影响
15. 焦耳定律的局限性
10. 安全须知：针对实验操作，准备安全须知，向学生讲解实验过程中的注意事项和应急处理方法，确保实验安全。
教学实施过程
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。
- 设计预习问题：围绕“焦耳定律”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。
2. 辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便在课堂上进行展示和讲解，帮助学生更好地理解和掌握焦耳定律的相关概念和原理。
3. 实验器材：本节课涉及实验操作，需要准备实验所需的器材，如电阻、电流表、电压表、热电偶等，并确保实验器材的完整性和安全性，以便学生能够安全地进行实验观察和数据分析。
6. 电阻的发热效应：电阻是电流通过导体时产生热量的原因，电阻的发热效应。
7. 电功与电热的关系：电功是电流通过导体时所做的功，电热是电流通过导体时产生的热量，它们之间的关系。
8. 电功率与热功率的关系：电功率是单位时间内电流所做的功，热功率是单位时间内电流产生的热量，它们之间的关系。
9. 焦耳定律与能量守恒定律的关系：焦耳定律是能量守恒定律在电流热效应方面的具体表现。
作用与目的：
- 巩固学生在课堂上学到的焦耳定律知识点和应用技能。

为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
达标练习
1.电流的热效应是电流通过导体时__电_ 能__转化成 _内__能 _的现象。电热器是利用电流的__热__效__应_制成 的加热设备。 2.在研究“电流产生的热量跟电流的关系”的实 验中，应保持_电__阻__、_时__间__一定，用__滑__动__变__阻__器_ 改变电阻丝的电流。
例题1：一根 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: 根据欧姆定律可得
I=
U R
=
36 60
V Ω
=
0.6
A
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s= 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
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第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
电炉子
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机的机械能： 电能
内能+机械能
W＞Q热
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反思生活：

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：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
三、电能而没有同时转化成其他形式的能量，那么电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电 机的机械能： 电能 内能+机械能
W＞Q热
例题
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:
U 36 V I= = = 0.6 A R 60 Ω
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
想想议议
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?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内
产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，
电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件
是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式
时应该特别注意条件。
四、电热的利用和防止
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
电热器的优点: 清洁卫 生，没有环境污染，热效率 高，还可以方便地控制和调 节温度。
实验装置
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
A
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
R=5Ω R=5Ω I1 R=5Ω I = 2I1