探究焦耳定律

《探究焦耳定律》粤教沪科教材第十五章第四节作者姓名：江裕芬工作单位：东莞寮步香市中学：邮箱粤教沪科教材第十五章第四节信息分册（模块）粤教沪科教材九年级下册物理第十五章课题4授课时数 1 作者姓名江裕芬所属学校东莞寮步香市中学教学内容分析课程标准的描述让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。

改革以书本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样化的教学方式，因此，我将这节课设计为学生完成的探究式的学生实验课。

教学内容分析本节是在前面学习了电能、电功的基础上，研究电能转化为内能的定量关系，探究并了解焦耳定律，了解电热的应用与控制。

通过焦耳定律的得出，使学生接受理论从实践中来的思想，培养学生的探索精神。

通过电流热效应的利弊因素的分析，培养学生用辩证的观点去看待事物。

知识结构框架（或概念图、思维导图等）教学对象分析教学对象分析通过前面的学习，学生对电能、电功率知识已理解，学生利用控制变量法来探究物理问题也有了深刻的印象。

但是学生对本节的部分实验器材的使用不了解，例如学生电源代替之前的干电池，通过U型管内液面高度差的大小反映电流产生热量的多少和根据电路图连接电路，是本节学生较难理解的内容。

知识串联起来学习, 观察思考、描述实验现象，分组讨论得出结论，练习巩固提高。

教学过程课堂教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图、依据新课引入【演示】电炉丝通电引燃纸张。

【提问】大家观察到什么现象【观看】兴奋好奇，议论纷纷【思考】尝试回答问题利用学生感兴趣的物理实验，创设问题情境，在学生原认知的基础上，引导学生深入思考，认识现象的本质。

一、电流的热效应【ppt】实验现象说明：通过导体时，导体会的现象叫做电流的热效应。

【回答】电流、发热。

回想前面所学知识，联系演示实验。

让学生加深理解“电流具有热效应”【引导】为什么电炉丝通电一段时间后会引燃纸张，与它串联的铜导线却几乎不发热【提问】通电导体产生的热量与哪些因素有关”【板书】学生的猜想：【思考、回答】电炉丝和铜丝的电阻不同。

专题30 探究焦耳定律实验题探究电流产生的热量与哪些因素有关实验需要学通的基础知识1.实验目的：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？原理是根据煤油在玻璃管里（温度计示数变化）上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。

2.实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 3.被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显。

4.选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同 5.实验方法：控制变量法，转换法。

6.探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。

探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。

两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同。

7.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

8.计算公式：Q=I 2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q=UIt=U 2t/R=W=Pt ①串联电路中常用公式：Q=I 2Rt抓住考点学并联电路中常用公式：Q=U2t/R②无论用电器串联或并联，计算在一定时间所产生的总热量常用公式为Q=Q1+Q2+…Qn③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q=U2t/R=Pt根据考点考【例题1】已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关．在探究“电流通过导体产生的热量跟电流的关系”时，可供选择的器材有：8V稳压电源一个；20Ω和50Ω的滑动变阻器各一个；停表和开关各一个；塑料盒与U形管相连的实验装置一个，盒内密封着空气，盒内电阻丝的阻值为20Ω；导线若干．（1）该实验选用Ω的滑动变阻器更好．（2）连接好的实验图如图所示．每次实验（即获得一组数据）后，都要断开开关，打开盒盖上的通气孔，U形管内两液面迅速回到原位，等片刻后，关闭通气孔，再进行下一次实验．请画出实验用的表格，表中要有必要的信息．（3）某同学对实验方案进行了重新设计：第一次实验记录高度差后，立即移动滑片增大电流做第二次实验，……．每次实验加热时间相同，记录的U形管内两液面高度差依次为Δh1、Δh2……．在处理数据时，该同学想用Δh2来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量，他这样处理数据是否正确？．理由是．【答案】（1）50 （2）记录的实验数据如下表（3）不正确Δh2间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和．不是第二次实验电流通过导体产生的热量．【解析】（1）盒内电阻丝的阻值为20Ω为定值电阻，选滑动变阻器的电阻要大得好，因为这样通过改变滑动变阻器电阻，电路电流能有效控制，不会太大，保护电源。

《焦耳定律实验》是初中物理教材中非常重要的验证性演示实验，其常规实验装置及实验操作如下：（一）探究电流产生的热量与通电时间是否有关图1和图2分别是实验电路和实物图。

进行试验时，按图1连接电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。

保持电流的大小不变，每隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。

实验结果显示：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。

（二）探究电流产生的热量与电流大小是否有关取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍按上图方式连接电路。

闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。

将此次测量的温度与上次温度相比，可知：对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流越大，电流产生的热量越多。

（三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同（记为t0）、等质量（记为m0）煤油的玻璃瓶，按如图所示的电路将实验器材连接起来检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内煤油的温度。

实验结果显示：在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大，电流产生的热量越多。

我根据上述步骤，利用课余时间做过多次实验，发现实验中温度计上升很慢，在课堂上要完成上述步骤（一），（二）还勉强能完成，但要完成步骤（三），让升上的温度计示数降下来再上升进行观察比较，一节课难以完成任务。

所以很多教师为了完成教学任务，常常是变做实验为讲实验，或利用多媒体课件演示，实验配置成为摆设。

综上所述，该实验装置比较复杂，密闭要求高，显示速度慢，可见度小，耗时长。

主要存在以下三点不足：第一，不能同时演示热量跟电流、热量跟电阻的关系；在说明电流越大，产生的热量越多的原理时，要分两次实验进行，不同的电流值所产生的液体高度不能直接比较；另外要待两只烧瓶内的温度计降到原来的示数并改变电流后才能做第二次，事实上烧瓶中的煤油加热容易，降温难，需很长时间温度计才能回到原来的示数。

一种简单实用的焦耳定律实验方法焦耳定律是初中物理教材中的一个比较重要、比较难的实验。

笔者接触到不少焦耳定律的实验教具，它们有的装置较复杂、有的使用起来较麻烦。

与其它焦耳定律实验方法相比，本文的实验方法有一个突出特点就是简单实用：用一般学校都具备的、学生都熟悉的定值电阻与电源在线路板底板上组成电路，然后用温度计直接与定值电阻接触，测出定值电阻的温度变化，从而得出焦耳定律（Q=I ²Rt）的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，跟通电时间成正比的实验结论。

实验的设计、装置、操作都很简单、材料易得，效果也不错。

具体说明如下：一．在通电时间相同、电流相同的情况下，通电导体产生的热量与通电导体的电阻阻值成正比按文章后面附图1所示的方法，用4—5节干电池做电源，将其与一个5Ω定值电阻、一个20Ω定值电阻、一个开关串联在线路板底板上组成电路。

通电后，用两个温度计同时测量两个定值电阻的温度变化。

这时会发现，它们升高的温度差别明显。

定值电阻阻值越大，温度升高的越多。

而且，可以较明显地看出，定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻的阻值之比基本相等。

因为定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等（为什么定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等, 在下面的注意事项6中另有说明）。

所以，定值电阻产生的热量之比与定值电阻的阻值之比基本相等。

此实验说明在通电时间相同、电流相同的情况下，通电导体产生的热量与通电导体的阻值成正比。

二．在通电时间相同、导体阻值相同的情况下，通电导体产生的热量与导体中电流强度的平方成正比用4—5节干电池做电源。

将两个10Ω定值电阻并联，然后将两个并联的定值电阻与一个10Ω的定值电阻串联。

按文章后面附图2所示的方法，用这三个定值电阻与电源、开关在线路板上底板组成一个电路。

通电后，用两个温度计同时测量两个定值电阻的温度变化（一个是并联电路中的电阻，一个是与并联电路串联的电阻）。

15.4《探究焦耳定律》教学设计(第1课时)【教材分析】焦耳定律是九年级物理第十五章第四节的内容，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。

同时，考虑到教学过程中实验时的不确定因素导致难于掌控时间和教学内容太多，我把本节内容教学设计为2课时，第1课时内容：电流的热效应和焦耳定律。

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。

【学情分析】通过前面的学习，学生对科学探究的过程已经有了初步的认识，本节课可以让学生结合实际进行本节的探究。

【教学目标】1．知识与技能（1）知道在电流相同的条件下，相同时间内电流产生的热量跟导体的电阻成正比。

（2）知道在导体电阻一定的条件下，相同时间内电流产生的热量跟通过导体的电流有关系。

2．过程与方法（1）通过实验，探究电流的热效应与电阻、电流的关系，培养学生的实验设计能力和分析、概括能力。

（2）通过本节内容的学习，培养学生应用物理知识解决简单问题的能力。

3．情感态度和价值观（1）通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有用的，激发学生学习物理、热爱科学的兴趣。

（2）在学习的过程中，渗透辩证唯物主义的思想。

【教学重难点】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。

通过实验，探究电流热效应跟电阻、电流的关系。

【教学方法】实验探究法、实验法、观察法、讨论法。

【教学资源准备】多媒体课件、焦耳定律演示器、电流表、学生电源、开关、导线、滑动变阻器等。

《焦耳定律》教学设计(优选6篇)(实用版)编制人：______审核人：______审批人：______编制单位：______编制时间：__年__月__日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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可编辑修改精选全文完整版《焦耳定律》优秀教案《焦耳定律》优秀教案（精选9篇）作为一名无私奉献的老师，很有必要精心设计一份教案，教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。

那么你有了解过教案吗？下面是小编收集整理的《焦耳定律》优秀教案，仅供参考，希望能够帮助到大家。

《焦耳定律》优秀教案篇1一、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。

第四节探究焦耳定律教学反思设计说明本节主要内容有：探究通电导体放出的热量与哪些因素有关，焦耳定律及其公式，电流热效应的应用与控制。

本节是在前面学习了电能、电功的基础上，研究电能转化为内能的定量关系，探究并了解焦耳定律，了解电流热效应的应用与控制。

焦耳定律是能量守恒定律在电热转换中的体现，是物理学中的重要规律，是解决电热问题的主要理论依据，在生产和生活中有许多应用。

教学时要以焦耳定律为核心，以“探究—规律—应用”为主线，让学生经历探究通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验过程，学习焦耳定律的内容和公式，了解电流热效应在实际中的应用与控制，即让学生较为系统地认识焦耳定律这一科学规律的来龙去脉。

教学中不仅让学生学习焦耳定律的内容和公式，而且注重科学探究过程，注重物理知识与生产、生活的联系，从知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三个方面全面落实课程目标。

教学目标【知识与技能】1.了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。

2.知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制。

【过程与方法】通过实验，探究通电导体放出的热量与哪些因素有关。

在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法。

【情感态度和价值观】通过学习焦耳定律,意识到各种自然现象(如电和热)之间存在联系,并辩证地看待电流热效应在生活中的利与弊。

重点难点教学重点焦耳定律的内容及实验探究过程。

教学难点探究通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验设计。

教学方法实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。

教具、学具多媒体课件、学生电源(输出电流大于2 A)、广口瓶2只、量筒、开关、煤油、电阻丝5 Ω、10 Ω各2只、电炉丝、吹塑板、温度计2只、电吹风、电炉等。

授课时数1课时教学过程同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成内能的例子。

通过对电能的学习，大家已经了解了电流通过导体时，导体会发热。

在小灯泡的发光实验中，同学们曾有意地去触摸过小灯泡，感觉小灯泡发热。

新人教版九年级物理焦耳定律教案优秀7篇新人教版九年级物理焦耳定律教案精选篇1【课题】“焦耳定律”的演示【组织形式】学生分组或教师演示【活动方式】1.提出问题2.实验观察3.讨论分析【实验方案示例】1.实验器材：干电池四节，玻璃棒，若干电阻丝，蜡烛，火柴棒.2. 制作方法把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端，绕线匝数比例为1∶8，两线圈相距5cm左右，然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡，使线圈被蜡均匀地包住.点着火柴立即吹灭，靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上3.实验步骤(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电，可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明：在电流强度和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量就越多.(2)经过较长时间后，匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆也会掉下来.这就说明：通电时间越长，电流产生的热量越多.(3)用四节电池(增大电源电压)重做上述实验，可看到两根火柴杆都先后很快掉下来.在线圈的温度不太高时，可认为总电阻不变，电压增大时，通过它们的电流增大.这就表明：电流越大，电流产生的热量越多.新人教版九年级物理焦耳定律教案精选篇2九年级物理焦耳定律教案教学目标知识目标1、知道电流的热效应。

2、理解的内容、公式、单位及其运用。

能力目标知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法。

情感目标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。

教材分析教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理研究问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法，避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难。

在实验基础上再去推导学生更信服。

同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识。

做好实验是本节课的关键。

教法建议本节课题主题突出，就是研究电热问题。

可以从电流通过导体产生热量入手，可以举例也可以让学生通过实验亲身体验。