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1、焦耳定律感知目标学 习目 标知识目标1知道电流的热效应；2理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。能力目标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。情感目标通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心。重 点难 点重点：电流的热效应跟电阻大小的关系难点：实验操作器材电流的热效应演示器一台，220V电源、火柴、电阻丝、泡沫塑料块等及多媒体。教师活动学生活动设计意图复备标注启动课堂新课引入一、创设情境，引入新课老师出示一些电器的图片，让学生观察。提出问题：比较它们有何共同点？灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？电风扇使用一段时间后，用手触摸
2、电动机部分有什么感觉？为什么？电能在转化为其他形式能的时候，为什么都要发热？影响它们发热的因素是什么？它们发热时有什么规律？二、进入新课，科学探究（一）电流的热效应电流通过导体时，电能要转化成热，我们把这种现象叫做电流的热效应。(二)探究：电流产生的热跟哪些因素有关呢【猜想】1可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多；2可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；学生观察学生回答学生尝试回答学生回答师生讨论注意从众多的用电器工作时的特点 中把电与热抽出来发动学生猜想越充分越好教学过程3可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。电流、电压和电阻三个量之间是有联系
3、的，明确了二个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了。【设计实验】应采用控制变量的方法1如何控制电流一定时电阻的变化？2如何控制电阻一定时电流的变化？3如何比较电流产生热的多少？(转换的思想)方案第一次实验：把两个电阻放在煤油中或密闭的空气盒中，使之它们产生的热对煤油或空气加热。使两电阻丝串联，以保证它们的电流相等；让甲瓶的电阻相对乙瓶中的较大，观察两瓶中煤油或空气的膨胀程度，如图1所示。第二次实验：欲使其电阻一样，电流不等，可以在两个相等的电阻上再并联一个等值的电阻丝，则干路和支路上的电流不相等，如图2所示。学生回答师生讨论得出老师演示控制变量的思想一定要
4、体现出来通过画出其本质的电路图，让学生了解更清楚【进行实验】1被加热的物质是煤油。介绍课本上实验。2被加热的物质是空气。老师使用电热效应演示器一台进行演示，学生观察。3视频播放：用凡士林将火柴粘在串联的电阻丝上，接通电源，过一会儿发现，电阻大的火柴先掉下。4用两段不同材料电阻丝和一根长竹片制成的弓型的电热锯，串联后接入电压为46 V的蓄电池组上.切割泡沫塑料。感觉电阻丝细的部分切割快，而粗的部分切割迟钝。学生回答师生讨论得出老师演示学生回答所提供的这些实验可做为参考，如果不能都做，向学生介绍一下也可以，学生会很有启发的【分析论证】1在通电电流一定的条件下，电阻越大，电流产生热的功率就越大，精确
5、的实验表明：电流产生热的功率与电阻成正比。2在电阻一定的条件下，电流越大，电流产生热的功率也越大，大量的精确实验表明：电流产生热的功率与电流的平方成正比。师生讨论培养学生运用辩证眼光看问题的意识【结论】上述关系式用公式表示为：P=I2R。(三)理论上对该表达式的推导由P=UI与欧姆定律的变形式U=IR综合得出P=I2R。(四)焦耳定律公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆()，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）介绍焦耳的生平，对学生进行爱科学的教育，激发学生的学习积极性。师生总结师生推导师生讨论得出公式表示体现了简约性焦耳定律应该在此向学生展示一下
6、(五)电热的利用和防止1任何用电器工作时都是产生电热。因为用电器都是由一定阻值的导体组成的，导体中或多或少在都有电阻，所以电流通过这些电阻时都会发热。2电热的利用凡是加热的装置都利用了电热。请大家举一些实子说明。3电热的防止不是想把电能转化为热能，而是想转化为机械能、化学等装置的用电器都需要防止电热的产生。如电视机的散热窗、电动机的散热风扇等。三、思考与练习(略)学生举例发挥学生的主体作用小结本节课我们学习了电热产生的原因，及影响电热产生多少的因素，电热的利用和防止等知识。实验的设计时我们一定要有控制变量的思想，在说明一个物理量与另一个物理量之间关系时，一定要强调其条件，是在什么量不变的情况下
7、才有这样的关系，使自己的叙述更加严密。焦耳定律的内容与该节知识很贴近，我们略一转化就可以得出焦耳定律的内容。但本质上电流产生的热与电阻的关系更具有简单易记、精确明了的特点，只不过它没有了著名物理学所赋予的光环。知识梳理学生归纳课堂小结、归纳重点、达标测试1.电流的热效应是电流通过导体时_转化成_的现象。电热器是利用电流的_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 _、_一定，用_改变电阻丝的电流。3.一根100的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是_W通电1min时产生的热量是_J。4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_。Q1:Q
8、2=_。5.一根60的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量？实践作业二选一1、 动手动脑学物理：1、22、 动手动脑学物理：3、4板书第四节：电和热一、电流的热效应：电流通过导体时，电能要转化成热二、探究：电流产生的热与哪些有关1猜想；2设计实验；3进行实验；4分析论证；5结论。三、理论上对公式的推导四、焦耳定律五、电热的利用和防止反思物理学家焦耳焦耳英国杰出的物理学家。1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。父亲是个富有的啤酒厂厂主。焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动，学习酿酒技术，没上过正规学校。16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习，然而由于老师有病，学习时间并
9、不长，但是道尔顿对他的影响极大，使他对科学研究产生了强烈的兴趣。1838年他拿出一间住房开始了自己的实验研究。他经常利用酿酒后的业余时间，亲手设计制作实验仪器，进行实验。焦耳一生都在从事实验研究工作，在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。他是靠自学成为物理学家的。焦耳是从磁效应和电动机效率的测定开始实验研究的。他曾以为电磁铁将会成为机械功的无穷无尽的源泉，很快他发现蒸汽机的效率要比刚发明不久的电动机效率高得多。正是这些实验探索导致了他对热功转换的定量研究。从1840年起，焦耳开始研究电流的热效应，写成了论伏打电所生的热、电解时在金属导体和电池组中放出的热等论文在1840187
10、9年焦耳用了近40年的时间，不懈地钻研和测定了热功当量。他先后用不同的方法做了400多次实验，得出结论：热功当量是一个普适常量，与做功方式无关。他自己1878年与1849年的测验结果相同。后来公认值是427千克重米每千卡。这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。他的这一实验常数，为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。1847年，当29岁的焦耳在牛津召开的英国科学协会会议上再次报告他的成果时，本来想听完后起来反驳的开尔文勋爵竟然也被焦耳完全说服了，后来两人合作得很好，共同进行了多孔塞实验（1852），发现气体经多孔塞膨胀后温度下降，称为焦耳汤姆孙效应，这个效应在低温技术和气体液化方面有广泛的应用。焦耳的这些实验结果，在1850年总结在他出版的论热功当量的重要著作中。他的实验，经多人从不同角度不同方法重复得出的结论是相同的。1850年焦耳被选为英国皇家学会会员。此后他仍不断改进自己的实验。恩格斯把“由热的机械当量的发现（迈尔、焦耳和柯尔丁）所导致的能量转化的证明”列为19世纪下半叶自然科学三大发现的第一项。