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探究焦耳定律教案
探究焦耳定律教案
【篇一:
九年级物理教科版焦耳定律教案】
《焦耳定律》教案
一、教学目标:
1、知识与技能
①知道电流的热效应
②知道焦耳定律
③知道电热的利用和防止
2、过程与方法
通过探究,知道电流通过导体产生的热量与什么因素有关
3、情感态度与价值观
①通过学习电热的利用和危害,学会辩证地看待问题
②通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识
二、教学重点和难点
1、教学重点:
电流产生热效应跟什么因素有关(也就是焦耳定律)。
2、教学难点:
(1)如何让学生提出与本节课相关的问题,如何进行探究实验设计.
(2)如何推导公式.
三、教学器材:
电源、焦耳定律演示器、电流表、导线、多媒体课件。
四、教学设计:
(一)、导入新课:
1、根据生活经验回答:
用手去摸正在工作的电灯、电视机的后盖,会有什么样的感觉?
(会有热的感觉)
2、这种现象叫做什么?
(复习:
电流的热效应)
3、灯泡中的电流与导线中的相同,为什么他不感觉热而他却热得大叫?
(出示动画课件演示)
(二)、新授:
1、观察电流的热效应:
实验一:
(出示动画课件演示)闭合开关,你观察到了什么?
并想一想为什么?
(观察到:
煤油柱上升。
解释:
这就是电流的热效应,导体通电后发热,煤油温度升高,发生热胀冷缩现象,造成煤油柱上升。
)
2、探究电流的热效应与什么因素有关:
实验二:
(出示动画课件演示)将两只瓶内装有不同电阻丝的烧瓶串联在一起(r1>r2),同时通以电流。
引导学生猜想会发生什么现象?
然后进行实验,提醒学生观察煤油柱的上升情况?
(观察到:
甲瓶中的煤油柱上升得更高)
引导学生分析这个实验为什么会出现这种现象呢?
两个瓶中的电阻丝各有什么相同的量和不同的量?
(通过的电流和通电时间一样。
两个瓶中的电阻丝的电阻不一样。
)这个实验告诉了我们什么?
(在电流、通电时间不变时,电阻越大,电流产生的热量越多。
)
实验三:
(出示动画课件演示)移动滑动变阻器,改变电阻丝中电流的大小。
引导学生猜想会发生什么现象?
然后进行实验,提醒学生观察对比煤油柱上升的高度?
这个实验告诉了我们什么?
(在电阻、通电时间不变时,电流越大,电流产生的热量越多。
)
实验四:
(出示动画课件演示)用同一个电阻丝(r1)做实验,分别做两次实验,分别通电2分种和4分钟,对比煤油柱上升的高度?
引导学生猜想会发生什么现象?
然后进行实验,提醒学生观察对比煤油柱上升的高度?
这个实验告诉了我们什么?
(在通电电流和电阻不变时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
)
3、实验结论总结:
在电流、通电时间不变时,电阻越大,电流产生的热量越多。
在电阻、通电时间不变时,电流越大,电流产生的热量越多。
在通电电流和电阻不变时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
4、分析、归纳得出:
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,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
公式:
q=i2rt
热量的单位:
焦(j)
4、例题:
答:
共产生了6480j的热量。
例2:
一只额定功率是450w的电饭锅,在220v的额定电压使用,每分钟产生多少焦耳的热量?
解:
略
例3:
两根导线电阻之比是3:
4,通过的电流之比是4:
3,在相同的时间内,两根导线产生的热量之比为___________。
5、电流热效应的利用与危害(图6-3-6)
(三)、小结:
本节课重点探究了焦耳定律实验的过程。
(四)、布置作业:
p97:
第1、2、3、4题。
(五)、板书设计:
1、电流的热效应。
2、焦耳定律实验:
在电流、通电时间不变时,电阻越大,电流产生的热量越多。
在电阻、通电时间不变时,电流越大,电流产生的热量越多。
在通电电流和电阻不变时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
3、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,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
公式:
q=i2rt
热量的单位:
焦(j)
【篇二:
《焦耳定律》教学设计】
《焦耳定律》教学设计
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。
师:
这些电器虽然功能不同,有没有共同点?
(学生小组讨论,请三位同学上来各拿一个电器,同时通电实验1分钟,并请他们触摸电器和电扇的电动机部分)
(凡教师提出问题,教师留有一定的时间,让学生同桌或四人小组讨论)
生:
它们工作时都会发热。
师:
对!
电流通过任何电器或导体,电器和导体都会发热,这种现象叫电流热效应。
(教师板书:
电流热效应)
师:
这种现象中能量是怎样转化的?
生:
电能转化为内能。
(教师板书:
电能转化为内能)
师:
它们产生的热量有什么不同?
生:
(学生讨论后)它们产生的热量有多有少。
(在学生心里自然产生了“产生热量有多少?
”这个问题。
)
【点评】根据学生的日常生活创设问题情景,提出问题,建立问题期待,能有效地激发学生学习的动机。
(二)科学探究焦耳定律:
师:
既然电流通过用电器产生的热量不同,同学们会想到什么问题?
(学生议论纷纷,举手发言,教师引导)
生:
?
?
电流通过导体产生的热量与什么因素有关?
(学生自己提出问题)师:
你们觉得与什么因素有关?
(引导学生去猜想)
(学生议论纷纷,举手发言,教师引导)
生:
?
?
可能与电压、电流、电阻、时间或其它等等因素有关。
(学生猜想)师:
同学们讨论很热烈!
猜想对不对呢?
(引导学生进入实验研究)
生:
我们用实验来验证!
(通过平时的教学,学生都明白:
实践是检验真理的唯一标准,任何问题都要由实验事实来评判)
【点评】各种研究问题和教学活动都是由学生自己提出来的,而不是教师强加的,充分体现学生的主体作用,学生充满兴趣和动力去解决自己发现的问题。
师:
好!
下面就请你们以小组为单位设计实验方案(学生设计实验)(学生小组讨论,讨论时间可以长一点)
【点评】教师开始不要给任何提示,以免禁锢了学生的思维,让学生放开思维去思考,培养学生开放型思维能力。
师:
哪个小组汇报一下你们设计的实验方案?
(学生七嘴八舌,但真能设计完整方案的不多,此时需要教师的引导)
师:
你们说说做这个实验首先要解决一些什么问题?
(教师引导学生如何进行实验设计)
生:
热量的多少如何用实验展示出来?
生:
如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系。
生:
用什么样的电路去实验。
生:
?
?
师:
大家想想在前面的学习中有没有可以体现热量多少的办法?
生:
我们利用热胀冷缩的办法:
找两个相同的烧瓶?
?
师:
很好!
因为要进行比较,一定要条件相同,所以要用相同的烧瓶?
?
其他小组还有什么方法?
【点评】渗透科学的比较方法:
条件相同。
生:
可以将上述烧瓶中的空气膨胀换成液体(水或煤油)?
?
师:
也很好!
测温度比较热量法呢?
生:
可以直接用温度计去测量升高的温度,质量相等的煤油温度升高越多,吸热越多?
?
【点评】渗透教学民主的观念。
师:
现在再来看看如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系。
大家想想:
在前面的学习中,经常学到某个物理量由几个物理量决定,当讨论它与其中一个量的关系时,要使另外的量相同或不变。
这是什么方法?
生:
这是控制变量法。
【点评】再次渗透科学的比较方法和控制变量法:
条件相同。
师:
因此我们可以将上述问题分解成三个问题来研究?
分解成哪三个问题?
生:
热量与电流,热量与电阻,热量与时间三个关系问题。
师:
如何用实验研究热量与电阻的关系?
生:
将两个不同的电阻通以相同的电流(可以串联),比较两个电阻在相同的时间里产生的热量。
师:
如何用实验研究热量与电流的关系?
生;将两个相同的电阻通以不同的电流(可以并联),比较两个电阻在相同的时间里产生的热量。
师:
如何用实验研究热量与时间的关系?
生:
选择任意一个电阻,不断通电,观察温度是否随通电时间不断升高。
师:
综合大家的意见,我们要做三次实验,花的时间太长。
为了节省实验时间,能否将上述三次实验合并为一次实验?
看哪个小组最先设计好实验电路。
(学生小组讨论,画出初步的实验电路图,不一定每个小组都对,教师用投影仪展示某组设计的实验电路图,并请该组代表讲述设计思路)
生:
?
?
(用多媒体教学平台展示探究过程中的问题流程图,如右图所示。
教师结合该图,小结一下同学们设计实验的过程,并统一认识和完善实验电路)
【点评】通过上述引导和展示图例,教会学生学会分解问题和合并问题,学会逐步解决问题的方法,提高解决问题的能力。
另外也提倡了开放性思维、多种解决方案。
师:
请同学们按照上述我们设计的实验方案开始实验。
说明:
学生以小组为单位进行实验操作并记录有关实验数据,教师随时指导实验。
(进行实验)
实验记录:
煤油的初温:
t0=____。
煤油的末温:
t1=____,t2=____,t3=____(三个末温应为同时的温度)。
(教师巡视各个小组,有选择地将某个小组的实验数据用投影仪展示出来,并请
师:
其它小组实验数据虽然与这不同,但都与这个数据差不多,可以看出其中的规律。
哪个同学说一下,你从这数据中看出了什么?
(数据分析,归纳总结)生:
?
?
(学生可能说不准确,但大体的意思肯定能说得出来)。
(教师用教学平台投影焦耳定律的内容、公式、单位等)
说明:
在现实中学实验条件下,该实验能够得出较准确的数量关系。
【点评】开展成功与激励教育,另外强调了我们的研究方法与物理学家进行科学研究的方法一样,潜意识地使学生认同科学探究的方法。
师:
有的同学会问:
我们一节课就能把这个规律研究出来,而焦耳要用好多年才能研究出来,是不是他有点问题?
这里面有几个方面的问题:
第一:
那时的实验条件不够好;第二:
缺少必要的指导老师,因为在他之前没有任何人研究和知道这个问题;第三:
缺少与其他科学家的合作与交流,基本上是一个人关门在家研究,要走很多弯路。
而我们有老师指导和小组交流合作,集体的智慧是无穷的;第四:
很重要的一点就是实验要精确,实验数据没有什么误差,误差大了就得重新做,不然就不叫规律了。
焦耳就是在实验条件简陋的情况下,重复实验了几千
次,直至实验很精确了才得出了焦耳定律。
师:
请问你们哪个小组的实验没有什么误差?
生:
有较大误差。
【点评】通过对焦耳的故事介绍,对学生进行科学精神和实事求是精神的教育,并培养学生的科学献身精神,激励学生勤奋学习。
同时也告诉了学生在科学研究中合作与交流的重要,还为下面的评估作了铺垫。
师:
能不能找一找误差的原因和改进的办法?
(对实验探究的评估)生:
(学生讨论后发言)有热量的散失,试管外面包隔热材料。
生:
有可能这电阻丝的电阻不准确,可换用阻值准确的电阻丝。
生:
温度计读数不同时,尽量同时读数。
生:
三支试管中的煤油质量有误差,最好用天平准确测量。
生:
温度计本身不标准,应事先选择标准的三个温度计。
生:
?
?
师:
同学们分析得很好!
从这里也可以告诉我们以后进行科学实验研究时,不仅要做好误差分析,更应该在设计实验和实验操作中时刻考虑到怎样才能减小实验误差,这样才能更好地得出规律出来。
【点评】评估过程也是对学生进行思维训练的过程,同时也使学生认识到评估的重要性。
(三)自学训练
学生自己阅读课本上的例题,借此训练学生的自学能力。
【点评】该例题不难,课本上解题过程很清楚,学生自己看得懂。
学生自己能学的东西要放手让学生自己去获取,没有必要加进教师这一中间环节,逐渐培养学生的自己学习的能力。
(四)交流与思考
用投影仪将下面问题投影出来,请同学们互相交流看法。
1、焦耳定律中有这样一句话:
“电流通过导体产生的热量?
?
跟导体的电阻成正比?
?
”,小李想:
如果要电炉在一定时间里多放出热量,应当增大电阻丝的电阻。
他的想法对吗?
为什么?
2、电风扇通电会发热,这些热量是人们希望得到的吗?
电风扇的能量转化形式怎样?
能否想点办法减少电风扇的能量散失?
【点评】第一题是检查学生对焦耳定律和科学比较方法的理解,第二题是回应开头,并且让学生思考电热与电功的区别。
(五)小结及布置作业
用投影仪将教学流程图投射出来,结合该图重点小结一下上述科学探究的步
【篇三:
焦耳定律教案】
焦耳定律
张辉
【教学目标】:
知识与能力:
1.知道电流的热效应
2.掌握焦耳定律,会用焦耳定律进行计算
3.知道电热的利用和防止
过程与方法:
通过实验使学生掌握本次实验的研究方法。
情感态度价值观:
通过学习增强学生的实验技能和学习物理的兴趣。
【教学重点】:
焦耳定律的应用
【教学难点】:
借助实验推导焦耳定律
【教学过程】:
一、复习回顾:
1、画出伏安法测量小灯泡电功率的实验电路图。
2、说出该实验的原理
二、进行新课
自学一:
学习课文99页内容。
问题:
1.什么是电流的热效应?
2.电炉、电采暖、电饭锅、电动机等用电器能量如何转化?
自学检测:
2.说出下列实例中能量转化的情况。
电饭锅电风扇.电采暖.电炉子.电动机.热水器.
实验探究:
观看实验认识焦耳定律。
问题:
1.本次实验主要用什么方法来探究问题?
2.在电流和通电时间相同的情况下,电流通过导体产生热量与电阻间存在什么关
系?
3.在电阻和通电时间相同的情况下,电流通过导体产生热量与电流大小存在什么?
4.在电流和电阻相同的情况下,电流通过导体产生热量与通电时间长短有啥关系?
5.焦耳定律的内容及其表达式。
随堂检测:
(1)在电流和时间相同的情况下,电阻越大产生热量越,
(2)在电阻和时间相同的情况下,电流越大产生热量越,
(3)在电流和电阻相同的情况下,通电时间越长产生热量越,
(4)本实验主要采用的研究方法。
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,跟导体的电阻成正比,跟
通电时间成正比。
q=i2rt
特别强调:
如果电流流过导体,电能全部转化为内能这样的电路叫做纯电阻电路。
在这样的电路里,电流产生的热量等于消耗的电能(或者电流做的功)。
在非纯电阻电路中,如含电动机,电解槽等的电路,电流做功将大部分的电
能转化为机械能,化学能等,一部分转化为内能,w=q+e,wq,此时电功与电热必须分别计算。
电功w=uitq=i2rt
随堂检测:
2.某电阻两端电压是10v,流过它的电流是2a,通电1分钟,产生的热量是
的电压下工作时,通过线圈的电流0.2a,通电1分钟,这时电动机消耗的电能j,线圈发热产生热量是j。
自学二:
学习课文101页。
问题:
1.电热在生活当中有哪些应用?
2.生活当中哪些地方要防止或消除电热带来的危害?
随堂检测:
1.下列属于利用电热的是()
a电热水器装有发热管
b电脑机箱内有小风扇
c电动机外壳有许多散热片
d电视机的后盖有很多孔
2.下列家用电器中,属于利用电热的是()
a.电烙铁b.电风扇c.电视机d.电冰箱
小结:
1.电流通过导体时,电能转化为热的现象,叫电流的热效应。
2.焦耳定律:
q=i2rt
3.电热的利用和防止
当堂检测:
1.(2010广安)下列各用电器均标有“220v60w”字样,它们正常工作相同的时间,发热最多的用电器是
a电视机b电风扇c电热毯d电灯
2.某电阻丝通过2a的电流时,在某段时间内放出热量是q.如果通过它的电流增加到4a时,在相同的时间内放出的热量是()
a.2q.b.3q.c.4q.d.8q.
3.一只“220v40w”的电烙铁,在额定电压下使用,每分钟产生的热量是()
a、45jb、220jc、2400jd、9900j
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