《焦耳定律》教学设计（精选4篇）

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焦耳定律【第一篇】

今天说课的题目是焦耳定律。我将从以下五个部分进行阐述。学情分析，教材分析，教学目标，教法学法，教学设计

学生是教学活动的主体。所以我把学情分析作为本次说课的第一部分。

一、学情分析。

在心理方面：九年级学生思维活跃，求知欲强，对物理实验较感兴趣。但缺乏理性思维能力，实验设计能力及观察能力有待提高。 知识能力方面，通过前面的学习，学生已了解了欧姆定律，电能、电功率知识。同时也具备了一定的实验操作能力。这些都为本节课的学习提供了基础。

二、教材分析

教材是教学活动的依据，一名教师不仅要备好学生，更要备好教材。下面我将从内容定位和教学重难点来对教材进行分析。焦耳定律是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，在整个初中物理中有着很重要的作用。 从本章结构来看，电与热是对电能、电功率的应用总结，也是从电热角度认识安全用电的理论基础。起着承上启下的作用。另外，电热利用和防止的内容，很贴近学生生活，充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的教育理念。

根据教材内容，结合学生特点。我确定本节课的重点为：电流热效应的影响因素，焦耳定律的理解。教学难点为如何引导学生设计实验并分析得出电流热效应的影响因素。

为加深学生对电流热效应影响因素的认识，通过探究实验得出决定性的结论，给出焦耳定律后，再引导学生用学过的物理公式进行推导，以此突出本节课的教学重点。通过在教师引导下，学生合作进行探究的方式来突破本节课的教学难点。

根据新课标和素质教育的要求，从学生的实际出发，确定如下教学目标

三、教学目标：

1、知道电流的热效应，知道焦耳定律的内容，并能用焦耳定律说明生活中的一些现象。

2、通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。，体会物理探究的过程和方法

3、通过交流和讨论培养合作学习的态度和意识。

4、知道利用和防止电热的场合和方法。

5、通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。

四、教法学法

如何将教学活动进行的轻松，有效，教法学法的选择是关键。在本节课的教学过程中 我打算运用如下4种教法：

1.探究教学法

本节课探究的问题是：在电流相同时，电能转化成热能的功率跟电阻有什么关系，这里我将采取了探究教学法。创设情境，让学生提出问题，提出猜想或假设，设计实验，进行实验，得出结论等，教学中完全遵循科学探究的步骤，采取这种教学方法的好处首先是问题是学生自己提出来的，学生很愿意针对自己的问题进行一系列探究，或者说这样能迎合学生心理，其次采用探究教学法，教学具有一定的开放性，教学总体思路明析。当然在探究教学中，也不能做到面面俱到，而应有所侧重，提出问题和进行实验设计是本次探究实验应侧重的两个环节。

2.演示实验法

演示实验好处是形象、直观，能快速切入主题，深受学生欢迎。同时演示实验也可揭露事物的来龙去脉，引发学生思考等。电流的热效应学生是有生活体验的，教师若能把学生的生活体验搬到课堂来，展现在学生的面前，那么学生将产生浓厚的兴趣，学习欲望将有所提高。此外，电流相同时，电流产生热的功率跟什么有关，这个本节课将要探究的问题如果要学生提出来，简直太难了，怎么办呢？要解决这个矛盾，最好的办法是借助实验演示。当然教师还要运用巧妙的语言进行启发和引导。

3.谈话教学法

谈话就是坦诚地面对面的交流，本节课中，创设情境，引入新课需要谈话，实验探究需要谈话，学生自我展示需要说话，课堂探究需要谈话，教学中恰当地运用谈话教学法，能营造一种宽松、和谐的、民主的课堂气氛，符合新课程倡导的师生互动、生生互动，共同发展的教学理念。

4、合作学习法

合作学习是学生在小组中为完成共同任务，从而形成一种协作互助的学习方式。本节课探究电流相等时，电流通过导体产生热的功率跟电阻有什么关系，探究过程涉及几个环节，每一个环节都需要群策群力，因此很有必要形成合作小组进行协作学习，同时通过有效的合作学习，培养学生学会交往，学会参与，学会倾听，学会尊重。

5、理论联系实际 ，在学习了焦耳定律后，启发学生联系实际，举出身边电热的利用和防止的例子，使学生体会到从生活走向物理的新课标理念。

五、教学设计

本节课可设为如下五大环节：1创设情境，诱导思维 2师生互动，全员探究。3分析推理，规律应用 4知识迁移，拓展延伸， 5总结提炼，当堂检测。

一）创设情境 诱导思维

生活中的物理周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可之后就发现，小明刚看过电视。聪明的爸爸是怎样判断的呢？从生活走进物理，洗发学生的学习兴趣

（二）师生互动，全员探究

教师给电炉丝通电，引导学生发现问题：电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，导线却几乎不热？ 从而引出要研究的课题：电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关？这也就是我们这节课要完成的探究任务。

鼓励学生积极发言，说出自己的猜想。然后教师进行分组，让学生分组讨论：设计实验方案。引导学生思考：要研究多个变量与一个量的关系，我们应该用哪种方法呢？另外怎样来显示通电导体，产生的热量。 提醒学生控制变量法和转化法在实验中的运用。比如：将通电导体产生热量的多少转化为烧瓶中煤油温度升高的多少。学生集思广益，画出实验电路图。

出示实验器材后，要学生根据设计好的电路图，连接实物，进行实验。实验一 探究热量与电阻关系，要保证电流，通电时间相同，比较不同电阻的铜丝和镍铬合金丝产生热量的多少。实验二探究热量与电流关系时，去掉一个烧瓶，改变滑动变阻器滑片位置，以改变通过导体的电流，保证电压。通电时间一定时，观察现象。实验三，探究热量与通电时间的关系时，也要控制电压和电流相等。

通过分析实验现象，学生不难得出电热与电流、电阻、通电时间的定性关系。

在此环节中，运用任务驱动教学法，给学生探究活动制订一个目标，明确探究目的，从而激发学生学习积极性！ 教师引导下，学生合作完成探究活动。让学生体验科学探究的思维程序以及与人合作交流的重要性。

三）分析推理，规律应用。

教师向学生说明：由于实验条件有限，我们做的探究实验只能得出Q与I、R、T的定性关系，但早在1840年英国物理学家焦耳，通过大量实验，已总结出他们的定量关系！这就是焦耳定律、教师向学生强调各个物理量的单位。

为了加强学生对焦耳定律的认识，引导学生进行公式推导。向学生强调；在电能全部转化为热能的情况下，可以由电功率和欧姆定律公式推导得出焦耳定律。在此要强调只有在纯电阻电路中才可以这样推导，而在非纯电阻电路中，电路消耗的电能要大于产生的热量。

学生了解焦耳定律的内容后，再讨论前面“炉丝和导线”的问题，以加深学生对焦耳定律的理解，也让学生体会到探究知识的成就感。 通过典型例题的分析和讲解，让学生学会运用焦耳定律，并且规范解题步骤。

四）知识迁移，拓展延伸

引导学生讨论：哪些用电器是利用电流的热效应为我们服务的呢？从而将教学内容拓展到电热的利用和防止上。向学生说明：也有很多情况下我们并不希望用电器的温度过高，比如电视机后盖上的散热孔，就是为了避免电热过高，损坏电器设计的。放映如下视频，热得快也是利用电流热效应来工作的，它的却给我们的生活带来了方便，但也带来了安全隐患。用热得快烧水时，如果使用者忘记切断电源或者水被烧干后，很容易引起火灾。让学生学会辩证得看待问题，加强安全用电的意识。

五） 总结提炼，当堂检测

最后，让学生讨论总结：本节课学到的知识内容，教师适当的加以补充，使学生在头脑里建立起清晰的知识系统。 课堂最后当堂检测。要求学生，课下自制一个 有高低两档的简易电热器， 另外还要学生上网查找用电安全常识，为第五节安全用电的学习做好准备。

我的板书分为两块主板书和副板书主板书用于板书 重要知识点，便于学生从整体上把握本节知识结构。副板书部分，用于显示实验电路图，及课堂上随机出现的问题，帮助学生更好的理解教学内容。

以上是我说课的所有内容，不妥之处恳请各位评委老师多多指正。

焦耳定律【第二篇】

一、教材分析

焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中是重要的概念之一。

二、教学目标

(一)知识与技能

1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。

2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。

3、知道电功率和热功率的区别和联系。

(二)过程与方法

通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。

(三)情感、态度与价值观

通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。

三、教学重点难点

教学重点电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。

教学难点电功率和热功率的区别和联系。

四、学情分析

学生学好这节知识是非常必要的， A.重点：理解电功和电功率和焦耳定律。B.难点：帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点，防止学生乱套用公式。C.关键：本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用

五、教学方法

等效法、类比法、比较法、实验法

六、课前准备

灯泡(36 V，18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机

七、课时安排

八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

(二)情景引入、展示目标

教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。

学生：(1)电灯把电能转化成内能和光能；

(2)电炉把电能转化成内能；

(3)电动机把电能转化成机械能；

(4)电解槽把电能转化成化学能。

教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。

(三)合作探究、精讲点播

1、电功和电功率

教师：请同学们思考下列问题

(1)电场力的功的定义式是什么？

(2)电流的定义式是什么？

学生：(1)电场力的功的定义式W=qU

(2)电流的定义式I=

教师：投影教材图(如图所示)

如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少？

学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。

教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？

学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt

教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。

电功：

(1)定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功。

(2)定义式：W=UIT

教师：电功的定义式用语言如何表述？

学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。

教师：请同学们说出电功的单位有哪些？

学生：(1)在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.

(2)电功的常用单位有：千瓦时，俗称度，符号是kWh.

教师：1 kWh的物理意义是什么？1 kWh等于多少焦？

学生：1 kWh表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。

1 kWh=1000 W3600 s= J

说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。

教师：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，

电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。

(1)定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。

(2)定义式：P= =IU

(3)单位：瓦(W)、千瓦(kW)

[说明]电流做功的快慢与电流做功的多少不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。

教师：在力学中我们讲功率时有平均功率和瞬时功率之分，电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢？

学生分组讨论。

师生共同总结：

(1)利用P= 计算出的功率是时间t内的平均功率。

(2)利用P=IU计算时，若U是某一时刻的电压，I是这一时刻的电流，则P=IU就是该时刻的瞬时功率。

教师：为什么课本没提这一点呢？

学生讨论，教师启发、引导：

这一章我们研究的是恒定电流，用电器的构造一定，通过的电流为恒定电流，则用电器两端的电压必是定值，所以U和I的乘积P不随时间变化，也就是说瞬时功率与平均功率总是相等的，故没有必要分什么平均功率和瞬时功率了。

[说明]利用电功率的公式P=IU计算时，电压U的单位用V，电流I的单位用A，电功率P的单位就是W。

2、焦耳定律

教师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。

设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。

学生：求解产生的热量Q。

解：据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR

在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt

由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。

产生的热量为

Q=I2Rt

教师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。

学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。

热功率：

(1)定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。

(2)定义式：P热= =I2R

(3)单位：瓦(W)

[演示实验]研究电功率与热功率的区别和联系。

(投影)实验电路图和实验内容：

取一个玩具小电机，其内阻R= ，把它接在如图所示的电路中。

(1)先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。

(2)再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为 V(此电压为小电机的额定电压)，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。

[实验结果]

(1)电机不转时，U= V，I= A，

P电=UI= W= W

P热=I2R= W= W

P电=P热

(2)电机转动时，U= V，I= A，

P电=UI= W= W

P热=I2R= W= W

P电P热

学生：分组讨论上述实验结果，总结电功率与热功率的区别和联系。

师生共同活动：总结：

(1)电功率与热功率的区别

电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。

热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。

(2)电功率与热功率的联系

若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电

教师指出：上述实验中，电机不转时，小电机就相当于纯电阻。

若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电P热。

教师指出：上述实验中，电机转动时，电机消耗的电功率，其中有一部分转化为机械能，有一部分转化为内能，故P电P热。

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

(四)反思总结、当堂检测

(五)发导学案、布置作业

课后作业：P57 问题与练习2、3、4、5

九、板书设计

1、电功和电功率

(1)定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功。

(2)定义式：W=UIT

2、焦耳定律

(1)定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。

(2)定义式：P热= =I2R

(3)单位：瓦(W)

十、教学反思

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)实例探究

☆求两点间的电势差

例1不考虑温度对电阻的影响，对一个220V，40W的灯泡，下列说法正确的是

A.接在110 V的'电路上时的功率为20 W

B.接在110 V的电路上时的功率为10 W

C.接在440 V的电路上时的功率为160W

D.接在220 V的电路上时的功率为40 W

解析：正确选项为BD。

(法一)由 得灯泡的电阻 =1210

电压为110V时， W=10 W

电压为440V时，超过灯炮的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P=0.

(法二)由 。可知R一定时，PU2，

当U=110V= ，P=P额/4=10 W

说明：灯泡是我们常用的用电器，解题时一般不考虑温度对其电阻的影响。用电器的标称值，指其额定值，即用电器在正常工作时的电压、功率以及电流值，由P额=U额I额可知，P、U、I有同时达到、同时超过、同时不满足的特点。

例2一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为，电流为。松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为 A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？

解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：

电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为

P入=I1U1== W

电动机的机械功率

P机=P入-I12r= W=

说明：在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能量守恒定律。①电热Q=I2Rt。②电动机消耗的电能也就是电流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E为其他形式的能，这里是机械能；④对电动机来说，输入的功率P入=IU;发热的功率P热=I2R;输出的功率，即机械功率P机=P入-P热=UI-I2R。

例3潮汐发电是利用涨落潮的水位差来工作的，潮差越大，海水流量越大，发电功率也越大。我国潮汐能的可供开发的总装机量为 kW。1980年8月，在浙江江厦建成第一座潮汐电站，装机量为3103 kW，平均年发电量为 kWh，其规模居世界第二位。

(1) 试根据上文中给出的数据，计算我国建造的江厦潮汐电站平均每天满负荷工作几

小时？

(2)设江厦潮汐电站涨潮和落潮时的平均潮差为6 m，计算每次涨潮时流量是多大？(设潮汐电站的总能量转换效率为50%)

解析：(1)江厦潮汐电站功率为3103 kW，年发电量为 kWh，由公式W=Pt可算出每天满负荷工作的时间为

s= h

(2)由文中给出数据及每天涨、落潮的次数可知，平均每次的发电量为

J

因为

所以每次涨潮的平均流量为

m3/次

说明：本题涉及到潮汐这种自然现象，涨潮和落潮时均有水流的机械能转化为电能。

例4如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=，R=10，U=160 V，电压表的读数为110 V，求

(1)通过电动机的电流是多少？

(2)输入到电动机的电功率是多少？

(3)在电动机中发热的功率是多少？

(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少？

解析：

(1)设电动机两端的电压为U1，电阻R两端的电压为U2，则

U1=110 V，U2=U-U1=(160-110)V=50 V

通过电动机的电流为I，则I= = A=5 A

(2)输入到电功机的电功率P电，P电=U1I=1105 W=550 W

(3)在电动机中发热的功率P热，P热=I2r= W=15 W

(4)电动机工作1 h所产生的热量Q，Q=I2rt= J=54000 J

说明：电动机是非线性元件，欧姆定律对电动机不适用了，所以计算通过电动机的电流时，不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。

通过计算发现，电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。

焦耳定律【第三篇】

教学目标 

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。

教学建议

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。然后进入定性实验。

对焦耳定律内容的讲解应注意学生对电流平方成正比不易理解，可以通过一些简单的数据帮助他们理解。推导中应注意条件的交代。定律内容清楚后，反过来解决课本中在课前的问题。

教学设计方案

提问：

(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？

(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？

学生回答：发烫。是电流的热效应。

引入新课

(1)演示实验：

1、  介绍如图9-7的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各装一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大，串联起来，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里会上升，电流产生的热量越多，煤油上升得越高。观察煤油在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量。

2、  三种情况：

第一次实验：两个电阻串联它们的电流相等，加热的时间相同，甲瓶相对乙瓶中的电阻较大，甲瓶中的煤油上升得高。表明：电阻越大，电流产生的热量越多。

第二次实验：在两玻璃管中的液柱降回来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做实验，让通电的时间与前次相同，两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：电流越大，电流产生的热量越多。

第三次实验：如果加长通电的时间，瓶中煤油上升越高，表明：通电时间越长，电流产生的热量越多。

（2）焦耳定律

英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定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，这个规律叫做焦耳定律。

焦耳定律可以用下面的公式

表示： Q=I2Rt

公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆(Ω)，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）.

例题 一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量。

解： I=U/R=36V/60Ω=

Q＝I2Rt＝()2×60Ω×300s＝6480J

在一定的条件下，根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所作的功全部用来产生热量。那么，电流产生的热量Q就等于电流做的功W，即Q=W. W=UIt，根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt，

(3)总结

在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。

在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多，进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比。

在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。

探究活动

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，如图1所示。

图1

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。

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焦耳定律【第四篇】

教材分析

焦耳定律是九年级物理第十八章第四节的内容，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。

一、教学目标

（一）知识与技能

1.能通过实例，认识电流的热效应。

2.能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律；

3.会用焦耳定律解决实际问题和进行简单计算。

（二）过程与方法

体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。

（三）情感态度和价值观

通过对焦耳生平的学习，培养热爱科学、勇于克服困难的信念。

二、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。

三、教学方法

实验探究法、讨论法

四、教学资源准备

多媒体课件 、焦耳定律演示器、电流表、电源、开关、导线、滑动变阻器等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

激趣

引入

新课

生活中的小故事：小东乘着妈妈外出时不做作业而偷偷看电视，妈妈回来前才关掉电视假装做作业。然而这些被聪明的妈妈发现了，你们知道妈妈是怎样知道小东在家偷看电视的吗？

生活中，还有哪些用电器通电后，都伴有热现象产生？举例说明。

讨论回答

交流说出常见用电器工作有热产生的实例。

创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。

联系实际，引入新课。

主题

合作

学习

一、电流的热效应

投影：电烤箱、电熨斗电饭锅、电炉丝、电烙铁、电热水器……

这些用电器工作时有什么共同特点？

归纳并板书：一、电流的热效应

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。

思考：导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线几乎不热？说明什么？

提出问题：

电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？

研究电热大小的影响因素

1.猜想：电流通过导体产生热量的多少与______有关。

你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？

2.设计实验

展示实验装置：

讨论：

1.当大家猜想电热与多个因素有关，实验研究时应用什么方法去研究？

2.实验时怎样来反映和比较电流产生的热量的多少？

（提示：左右两透明密闭容器中装有等质量的空气）

演示实验（一）研究电热与电阻大小的关系

展示实验装置1：

观察本实验装置，讨论：

1.应控制哪几因素相同？

2.两电阻为什么要串联？

电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况。

分析实验现象可以得到什么结论？

演示实验<二>：研究电热与电流大小的关系

展示装置2：

观察本实验装置，讨论：

1.应控制哪几因素相同？

2.右边电阻上为什么要再并联一个电阻？

电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况。

分析实验现象，可以得到什么结论？

对于某一个电阻，在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。这个结论可以通过刚才的实验中看出来，某一个电阻通电时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。

3、分析论证，得出结论

对以上两个实验进行总结：电流通过导体产生热量多少与电流、电阻和通电时间的关系。

总结：

这些用电器工作时都是把电能转化成内能。

（得出电流的热效应的概念）

提出问题

结合生活实际进行猜想：

电流、电压、电阻、通电时间……

举例证明猜想的合理性。

学讨论得出：

1.控制变量法

2.通过空气受热膨胀程度，观察产生热量的多少；

实验中，通过观察两个U形管中染色水柱液面高度的变化来判断产生热量的多少。

观察装置讨论得出：

1.实验时要控制电路中的电流和通电时间相同，改变电阻。

2.电阻串联，可以使流过两个电阻的电流和通电时间相同。

观察记录现象

根据实验现象，得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

学生观察实验装置讨论得出：

1.实验时要控制电阻和通电时间相等，改变电流。

2.使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等（左边电流大于右边电流）。

观察记录现象

根据实验现象得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，这个电阻产生的热量越多。

总结以上两个实验：

电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，这个电阻产生热量越多。

培养学生总结问题的能力。

由生活现象培养学生发现并提出问题的能力。

培养学生合理猜想，并分析猜想的合理性。学会排除不合理猜想。

培养学生利用控制变量的方法来设计实验。

培养学生利用转换法把不易观察的量转换为易观察的现象。

通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。

会根据实验现象得出结论，利用控制变量法准确的描述结论。

培养学生分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。

培养学生综合分析归纳的能力。

二、焦耳定律

介绍科学家焦耳：

英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

自学讨论焦耳定律的有关内容

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正。（板书）

如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为 Q=I 2Rt。（板书）

强调：电流对电热大小的影响更显著。

[理论推导焦耳定律]

当电流做的功全部转化为内能时： Q = W

由于 W =UIt，U=IR 得

Q =W =I 2Rt

（板书）

电功与电热的关系

请比较电炉与电风扇的的工作特点（课件出示）

电功与电热的联系与区别

1.纯电阻电路中Q =W

2.非纯电阻电路中Q

电热Q=I 2Rt

了解焦耳在电热上的成就

了解焦耳定律的内容，记住公式和单位。

讨论比较：

1.电炉工作时把电能全部转化为内能。

2.不是的，电吹风工作时把一部分电能转化为内能，还有一部分转化为动能。它不是一个纯电阻。电功大于电热

培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。

培养学生自学、交流的能力。

加强知识的联系，培养学生比较分析、系统学习的能力。

利用焦耳定律解决问题

1.讨论：电炉通过导线接到电路中，导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？

2.例题：一根60?的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？

交流订正、强调： 公式的书写

及单位的统一。

讨论：

电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小得多，相同时间内放出热量也少。

学生计算（一同学上台板演）

讨论、补充订正

培养学生应用知识解决问题的能力、合作学习和交往能力。

培养学生利用公式解决实际问题的能力，进一步熟悉公式。

小结

知识梳理：

这节课你学到了什么知识？

1.电流的热效应

电流的热效应与哪些因素有关？

2.焦耳定律：Q=I 2Rt

梳理本节课知识内容，形成知识体系。

利用问题引领的方法培养学生总结归纳的能力。

过关检测

1.某导体的电阻是2Ω，通过2А 的电流时，1min产生多少焦耳的热量？

2.标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作 100s后，所消耗的电能是 J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。

解答

讨论、交流

巩固提高

课后作业

1.课后“动手动脑学物理”第2、3、4小题；

2.思考：课本101页 “想想议议”，下节课交流；

3.查阅生活中“电热的利用和防止”。

学生按要求完成作业，查阅生活实际问题。

巩固本课学习内容，同时增加课作业，使物理走向社会、走向生活。

六、板书设计

第4节 焦耳定律

一、电流的热效应

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。

电热大小的影响因素：电流 I

电阻 R

通电时间 t

二、焦耳定律

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正。

公式：Q=I 2Rt