2023高中物理焦耳定律教案
焦耳定律規(guī)定：電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量和導(dǎo)體的電阻成正比，和通過(guò)導(dǎo)體的電流的平方成正比，和通電時(shí)間成正比。接下來(lái)是小編為大家整理的2020高中物理焦耳定律教案，希望大家喜歡!
2020高中物理焦耳定律教案一
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1.知道電流的熱效應(yīng).
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用.
能力目標(biāo)
知道科學(xué)研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用方法.
情感目標(biāo)
通過(guò)對(duì)焦耳生平的介紹培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)，勇于克服困難的信念.
教學(xué)建議
教材分析
教材從實(shí)驗(yàn)出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問(wèn)題的方法，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生能更好地體會(huì)的一些科學(xué)研究的方法，避免了一開(kāi)始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)生造成理解的困難和對(duì)純電阻電路的理解的困難.在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服.同時(shí)啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識(shí).
做好實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課的關(guān)鍵.
教法建議
本節(jié)課題主題突出，就是研究電熱問(wèn)題.可以從電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量入手，可以舉例也可以讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)親身體驗(yàn).然后進(jìn)入定性實(shí)驗(yàn).
對(duì)焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)生對(duì)電流平方成正比不易理解，可以通過(guò)一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)幫助他們理解.推導(dǎo)中應(yīng)注意條件的交代.定律內(nèi)容清楚后，反過(guò)來(lái)解決課本中在課前的問(wèn)題.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
提問(wèn)：
燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺(jué)?為什么?
電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺(jué)?為什么?
學(xué)生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).
引入新課
演示實(shí)驗(yàn)：
1、
介紹如圖9-7的實(shí)驗(yàn)裝置，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各裝一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，串聯(lián)起來(lái)，通電后電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里會(huì)上升，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產(chǎn)生的熱量.
2、
三種情況：
第一次實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時(shí)間相同，甲瓶相對(duì)乙瓶中的電阻較大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.
第二次實(shí)驗(yàn)：在兩玻璃管中的液柱降回來(lái)的高度后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，加大電流，重做實(shí)驗(yàn)，讓通電的時(shí)間與前次相同，兩次實(shí)驗(yàn)比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.
第三次實(shí)驗(yàn)：如果加長(zhǎng)通電的時(shí)間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多.
(2)焦耳定律
英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)于1840年最先精確地確定電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比.跟通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律.
焦耳定律可以用下面的公式
表示：Q=I2Rt
公式中的電流I的單位要用安培(A)，電阻R的單位要用歐姆，通過(guò)的時(shí)間t的單位要用秒這樣，熱量Q的單位就是焦耳(j).
例題 一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量.
2020高中物理焦耳定律教案二
核心素養(yǎng)
通過(guò)推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力;?體會(huì)物理科學(xué)探究的過(guò)程和方法，培養(yǎng)合作意識(shí)和創(chuàng)新能力。
一、教學(xué)目標(biāo)
1.能通過(guò)實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。
2.能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出電熱的大小與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，知道焦耳定律。
3.會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算，會(huì)利用焦耳定律解釋生活中電熱利用與防治。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，并確定研究方法及實(shí)驗(yàn)操作中各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問(wèn)題。
難點(diǎn)：對(duì)焦耳定律的理解及焦耳定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。
三、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)
環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 課前 登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù) 完成本節(jié)課的預(yù)習(xí)任務(wù)，反饋預(yù)習(xí)情況 了解本節(jié)課內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，針對(duì)性聽(tīng)課 復(fù)習(xí)
提問(wèn)
(2分鐘) 1.電功的大小與哪些因素有關(guān)?如何計(jì)算?
2.能說(shuō)出一些用電器工作時(shí)能量的轉(zhuǎn)化情況?
學(xué)生按要求回憶，回答。 為本節(jié)課作知識(shí)上的鋪墊。
創(chuàng)設(shè)情景
引入新課
(3分鐘) 電流在電路中做功，可以將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，如電動(dòng)機(jī)、電燈發(fā)光、電視機(jī)工作。
當(dāng)這些用電器工作一段時(shí)間后，我們觸摸它們的有關(guān)部位，會(huì)有什么感覺(jué)?這是什么原因? 學(xué)生說(shuō)出常見(jiàn)用電器工作過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化。
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。 創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。
聯(lián)系實(shí)際，引入新課。 新課教學(xué)(28分鐘) 電流的熱效應(yīng)
投影：電飯鍋、取暖器、油燈、電爐絲、電鉻鐵……
這些用電器工作時(shí)有什么共同特點(diǎn)?
導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并不很熱?說(shuō)明什么?
一、提出問(wèn)題
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?
二、猜想與假設(shè)
提示：電熱是電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量，電路中有電壓不一定有電流，所以電壓對(duì)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的多少?zèng)]有影響。(排除電壓這個(gè)物理量)
電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與____________有關(guān)。
你能結(jié)合實(shí)例說(shuō)出這三個(gè)因素對(duì)電熱的影響嗎?
三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
要研究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?如何比較產(chǎn)生熱量的多少?
四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(優(yōu)教提示：請(qǐng)打開(kāi)素材“演示視頻：焦耳定律(二)”)
展示實(shí)驗(yàn)裝置1
觀察本實(shí)驗(yàn)裝置，思考：
1.本裝置可以用于研究電熱與哪個(gè)因素的關(guān)系?
2.兩電阻為什么要串聯(lián)?
3.如何比較電流通過(guò)電阻放出熱量?
4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格
電路接通，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察U形管中液柱的上升情況，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表格中。
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到什么結(jié)論?
展示裝置2
1.本裝置可以用于研究電熱與哪個(gè)因素的關(guān)系?
2.右邊電阻絲上為什么要再并聯(lián)一根電阻絲?
3.如何比較電流通過(guò)電阻放出熱量?
4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格
電路接通，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察U形管中液柱的上升情況，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表格中。
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到什么結(jié)論?
對(duì)于某一個(gè)電阻，在電流一定時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量越多。這個(gè)結(jié)論可以通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)中看出來(lái)，某一根電阻絲通電時(shí)間越長(zhǎng)，液柱上升越高，說(shuō)明放出熱量越多。
五、分析論證，得出結(jié)論
對(duì)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量多少與電流、電阻和通電時(shí)間。 學(xué)生總結(jié)：
這些用電器工作時(shí)都是把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。
(得出電流的熱效應(yīng)的概念)
電熱的大小可能與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。
學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行猜想：
電流、電壓、電阻、通電時(shí)間……
學(xué)生舉例證明猜想的合理性。
學(xué)生討論：
實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制電路中的電流相等，改變電阻，比較在相同時(shí)間內(nèi)放出熱量的多少。
可以通過(guò)加熱相同物體，比較物體吸熱升溫的多少
學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置討論得出：
1.本裝置研究電熱與電阻的關(guān)系。
2.電阻串聯(lián)，可以使流過(guò)兩根電阻絲的電流和通電時(shí)間相同。
3.通過(guò)左右兩管液面的高度差來(lái)比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
電流I/A
R1
R2
電阻/Ω
產(chǎn)生熱量(多/少)
4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格
學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量越多。
學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置討論得出：
1.本裝置研究電熱與電流的關(guān)系。
2.使右邊容器中的電阻絲中的電流與左邊容器中的電阻絲不等(左邊電流大于右邊電流)。
3.通過(guò)左右兩管液面的高度差來(lái)比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
2020高中物理焦耳定律教案三
教學(xué)目的：通過(guò)演示和講解使學(xué)一掌握焦耳定律。講解電功和電熱的關(guān)系，知道在有非純電阻元件的電路中，電功大于電熱的道理。
教學(xué)重點(diǎn)：區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算。
教學(xué)過(guò)程
復(fù)習(xí)引入：復(fù)習(xí)提問(wèn)電功概念。
使學(xué)生回答出電功即電流在一段電路上做的功W=UIt。接著向?qū)W生指出電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體總是要發(fā)熱的，這是電流的熱效應(yīng)。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量的多少與什么因素有關(guān)呢?——我們這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。
新課講授：
(一)焦耳定律：
英國(guó)物理學(xué)家焦耳(1818～1889)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研究后指出：
電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比——焦耳定律。
Q=I2Rt………………………………………(1)式
說(shuō)明：a.(1)式表明電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)要發(fā)熱，焦耳定律就是研究電流熱效應(yīng)定量規(guī)律的。
b.(1)式中各量的單位.
(二)電功和電熱的關(guān)系：
設(shè)問(wèn)： 電流通過(guò)電路時(shí)要做功，同時(shí)，一般電路都是有電阻的，因此電流通過(guò)電路時(shí)也要生熱.那么，電流做的功跟它產(chǎn)生的熱之間，又有什么關(guān)系呢?
1.純電阻電路.
如圖所示，電阻R，電路兩端電壓U，通過(guò)的電流強(qiáng)度I.
電功即電流所做的功： W=UIt.
電熱即電流通過(guò)電阻所產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt
由部分電路歐姆定律： U=IR
W=UIt=I2Rt=Q
表明： 在純電阻電路中，電功等于電熱.也就是說(shuō)電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能(熱能).
電功表達(dá)式： W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t
電功率的表達(dá)式： P=UI=I2R=U2/R
2.非純電阻電路.
如圖所示，電燈L和電動(dòng)機(jī)M的串聯(lián)電路中，電能各轉(zhuǎn)化成什么能?
電流通過(guò)電燈L時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能.電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能.
電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)M時(shí)
電功即電流所做的功(電動(dòng)消耗的電能)： W=UIt
電熱即電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)電阻時(shí)所產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt
W(=UIt)=機(jī)械能+Q(=I2Rt)
表明： 在包含有電動(dòng)機(jī)，電解槽等非純電阻電路中，電功仍等于UIt，
電熱仍等于I2Rt.但電功不再等于電熱而是大于電熱了. UIt>I2Rt
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