焦耳定律教案

　　在教学工作者实际的教学活动中，很有必要精心设计一份教案，借助教案可以提高教学质量，收到预期的教学效果。写教案需要注意哪些格式呢？以下是小编为大家收集的焦耳定律教案，欢迎阅读与收藏。

焦耳定律教案1

　　【课题】

　　焦耳定律 编号_______ __________________

　　一、知识与技能：

　　初步了解焦耳定律，并能进行有关计算

　　课前预习学案

　　二、预习内容

　　1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。

　　2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。

　　三、提出疑惑

　　课内探究学案

　　一、学习目标

　　1．理解电流热效应的本质

　　2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算

　　3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热

　　二、学习过程

　　1.电功和电功率

　　（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。

　　（2）W= qU=UIt是电功的普适式， P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。

　　2.焦耳定律和热功率

　　（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.

　　（2）Q=I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量（电热）；P=I2R是热功率的计算式，

　　3.电功和电热

　　（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt= .同理P=UI=I2R= .

　　（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.?这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q.?

　　（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t= ；在非纯电阻电路中，电功大于 电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。

　　例1 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W，问：?

　　（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？?

　　（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？?

　　（3）如果接上电源 后 ，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流， 以及电动机消耗的'电功率和发热功率是多少？?

　　三、当堂检测

　　1. 用电器两端电压22 0V，这意味着()

　　A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J

　　B.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量

　　C.1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W

　　D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J

　　2. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有()

　　A.灯泡的实际功率为50W

　　B.灯泡的实际功率为25W

　　C.通过灯泡的电流为额定电流的

　　D.通过灯泡的电流为额定电流的

　　3.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标 有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是 ( )

　　A．L1 B．L2 C．L3 D．L4

　　4.把两个相 同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正

　　常发光，两电路中消耗的总功率分别为 和 ，可以断定()

　　A. 〉 B. 〈 C. = D.无法确定

　　5. 输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压为U，则用户得到的功率为()

　　A.P B. C. D.

　　6.一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它工作时，下述说法中错误的是 （ ）

　　A．电动机的输出功率为U2／R

　　B．电动机的发热功率为I2R

　　C．电动机的输出功率为I U-I2R

　　D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R

　　7.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的 电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机 正常工作，工作电流是1A。求：

　　（1）电动机正常工作时的输出功率 ；

　　（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）

焦耳定律教案2

　　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=0.6A

　　Q＝I2Rt＝(0.6A)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．

焦耳定律教案3

　　一、 学习目标：

　　１、 理解电功和电功率的概念及公式，能进行相关运算。

　　２、 理解焦耳定律，了解焦耳定律在生产、生活中的应用。

　　３、 能结合实际问题区分电功和电热，进一步体会能量守恒的意义和普适性。

　　二、 问题导读：

　　１、 当电路接通时，电路内就建立起了_____，自由电荷在_____作用下____运动而形成电流，这时电场力对自由电荷做了功，就是我们常说的_____，计算公式：＿＿＿＿。

　　２、 电流做功的快慢用_____表示，它等于电流在单位时间内所做的功，计算公式为_______________。额定功率是指___________________________。

　　３、 焦耳定律的内容_______________________________________________________表达式为____________，在纯电阻电路中，电流所做的功与产生的电热_____，电热的计算公式还有：________________；而在非纯电阻电路中，电流做功所消耗的电能除部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等。这时电功用公式______________计算，产生的电热只能用公式______________计算，此时，电功W___（填“大于”或“小于”）电热Q。

　　４、 焦耳定律的微观解释：当导体内的电子在_____作用下做_____运动时，会与金属离子不断碰撞，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子的热运动____，导致导体发热。显然，电流越大、电阻越大，碰撞就越频繁、剧烈，发热就越___。

　　５、 电动机是将电能转化为___能的设备，电动机通电后，电流做的功_____（填“大于”或“小于”）产生的机械能，这是因为________________________。

　　６、 举例说明电流的'热效应的广泛应用和危害。

　　三、实例引领：

　　例一、 1、电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈的电阻为R，则此电动机的额定功率（输入功率）为_____，正常工作时的热功率为______，输出的机械功率为______，电动机的效率为______。三者的关系可表达为____________________。当电动机突然卡住不转，此时输出的机械功率为________，电动机消耗的电能全部转化为_____能，此时的电流为______，热功率为__________。

　　2、如图所示，一台直流电动机所加电压为110V，通过的电流为5A。该电动机把一个质量为50kg的物体以0.9m/s的速度匀速提高，求①电动机的电功率和电动机线圈的电阻（不计摩擦）；②如果电动机突然卡住，通过线圈的电流是多少？电动机的功率是多少？

　　例二、 关于电功率和热功率的下列说法，正确的是

　　A、电功率就是热功率

　　B、统一电路中，电功率可以大于等于热功率，也可以小于热功率

　　C、电功率就是电路中电能转化为内能的功率

　　D、热功率就是电路中因发热而消耗的功率

　　四、 同步达标：

　　１、 课本P59：1—3题

　　２、 一只普通的家用照明白炽灯泡，正常发光时，通过它的电流值与哪一数值较为接近？

　　A、20A B、2A C、0.2A D、0.02A

　　３、 一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V的电压后，正常运转时它消耗的电功率是66W，求：⑴转化为机械能和内能的功率各是多少？电机的效率是多大？

　　⑵如果接上电源后，扇叶被卡住不能转动，这时通过电动机的电流为多大？电动机消耗的电功率和发热功率又各是多少？

　　４、 微型吸尘器的直流电动机内电阻一定。当加上0.3V的电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转。当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率是多少？

　　五、 能力提升：

　　同步训练P69---70，能力培养1----7题。

焦耳定律教案4

　　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=0。6A

　　Q＝I2Rt＝（0。6A）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。

焦耳定律教案5

　　1.教学目标

　　1.知道电流的热效应。

　　2.知道焦耳定律。

　　3.知道利用和防止电热的场合和方法。

　　2.教学重点/难点

　　通过实验探究电流热效应跟哪些因素有关。

　　3.教学用具

　　4.标签

　　教学过程

　　一、引入新课

　　播放视频：电炉烧水电热取暖器电熨斗

　　［师］这些用电器工作时有一个什么共同特点？

　　［生］都要消耗电能。

　　［生］都会产生热。

　　［师］同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电流通过导体时，导体会发热的例子

　　这种现象这叫电流的热效应.

　　板书：电流的热效应

　　［师］在前面课程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（同学们一起说）热.有没有同学触摸过导线，如小灯泡连接的导线热不热. ［生］我摸过，没感觉到热.

　　［生］我也在家里摸过做饭的电饭锅，饭都熟了，导线也没感觉到热.

　　［师］同学们有没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？

　　［生］相同.

　　［师］导线和用电器中流过了相同的电流，用电器发热而导线却几乎不发热，这是为什么？今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关.

　　二、进行新课

　　电流的热效应

　　［想想做做］方法一：

　　［师］刚才我们已经知道了，电流的热效应与电阻的关系了，那跟电流有什么关系呢？同学们能否设计出实验来验证呢？

　　［生］讨论后得到实验方案

　　［强调］控制变量的重要。

　　［演示］P49演示实验

　　［师］这个实验又说明了什么问题呢？

　　［生］在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流越大，导体产生的热量越多。 ［师］ 同学们再来思考一下，电流的热效应还跟什么因素有关？

　　［生］时间，比如电视机通电越久，机身就越热。

　　［师］刚才我们从第一个实验也可以看到，铜丝或镍铬合金通电时间越久，煤油的温度升高得越多，说明产生的热量也越多。

　　焦耳定律

　　［师］从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热的多少跟导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系，得到了焦耳定律。

　　（学生阅读焦耳定律的内容）

　　板书：Q=I2Rt

　　Q——热量——焦耳（J）.

　　I——电流——安培（A）

　　R——电阻——欧姆(Ω)

　　t——时间——秒(s)

　　引导学生利用电功率的表达式P=IU和欧姆定律推导出焦耳定律。

　　［强调］在说到两个物理量“成正比”“成反比”的时候，一定要注意条件：关系式中其他物理量的大小不变.

　　［投影］

　　例题：某导体的电阻是2 Ω，通过2 A的电流时，在1min内产生多少热量？

　　（教师引导学生分析、演算、要求一名学生板演）

　　解：由题知：R=2 Ω I=2 At=1min=60s

　　Q=I2Rt =（2 A）2×2 Ω×60s =480J

　　（同学们在演算过程中，教师要提醒大家注意：代入计算的时候，要将电流的.单位“A”一起平方 ，同时要注意单位的统一。）

　　［师］我们通过实验、观察、利用公式推导得出了电流热效应跟什么因素有滚.同学们现在能不能回答本节开始时的问题？

　　［生］导线和用电器（电炉或电饭锅或电灯）中通过的电流相同，但是导线的电阻较小，而那些电器的电阻较大，所以，那些电器发热，而导线几乎感觉不到热.

　　［师］生活中有些电热我们要利用，有些电热我们是要防止的.

　　三．电热的利用和防止

　　［师］关于电热的利用，同学们已经了解了许多，比如…

　　［生］电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉…

　　［师］同学们举出的都是利用电来加热的设备，都是常见的电热器.

　　出示电炉（可用投影仪投影放大）

　　［师］电热器的主要部分是发热体.同学们观察电炉由什么组成？

　　［生］主要是炉丝即电阻丝.

　　［生］还必须有炉盘，电炉盘是绝缘材料做成的.

　　［师］从实际考虑，电炉丝应该有什么要求？

　　［生］电炉就是要靠电炉丝发热的，所以炉丝的电阻应该很大.

　　［生］炉丝还应有较高的熔点，这样它在发热时才不容易烧断.

　　［师］同学们以电炉为例说明发热体是什么做的？

　　［生］发热体是由电阻（率）大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.

　　（播放视频：电熨斗开壳看电热体或出示“热得快”、电饭锅等电热器，并能将电饭锅、电熨斗的发热板取出让学生观察，向学生说明，其他的电热器也都需要用电阻大、熔点高的金属导体作为发热体）

　　［师］我们了解了电热器，大家能不能说说使用电热有什么好处？

　　［生］电热清洁卫生，没有环境污染.

　　［生］热效率高，使用方便.

　　［生］能方便地调节，如控制温度，操作简单.

　　［生］…

　　［师］同学们知道了利用电热的好处.但有些时候，有些地方的电热我们是不需要的，还要设法防止.有关的内容，大家了解的有哪些呢？

　　［生］电机使用过程中会发热，如果连续使用时间过长，还会烧坏电机.

　　［生］有些导体上的绝缘材料会因温度过高，使绝缘材料迅速老化，甚至烧坏. ［生］电视机开的时间长了会发热.电视机后盖上有许多孔，就是为了能通风散热. ［生］电脑中还装有风扇，也是为了散热，减少电热的危害.

　　［生］老师用的投影仪上也装有小风扇，也是为了快点散热.

　　［生］农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会，等凉了再用，是为了防止电热可能造成的危害.

　　播放视频：电动机散热窗或录音机散热窗，加深学生印象。

　　［师］同学们对电热的危害及防止了解的还真不少.老师这儿有一份电器的说明书，请大家仔细阅读，并分析说明其中的道理.

　　［投影］

　　教师引导学生着重注意以下内容：将电器置于通风良好处；勿使电器淋雨或受潮，长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.

　　［生］电器工作时，置于通风良好的地方，是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害.

　　［生］电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，影响用电器的使用.长期不用的电器隔一段时间要通电，是为了利用电热来驱潮，是电热的利用.

　　［师］同学们分析得很好，大家一起来小结本节内容.

焦耳定律教案6

　　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：（学生讨论并发言）有热胀冷缩比较热量法，测温度比较热量法等等。

　　师：请××同学谈谈你们的方法。

　　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?? 师：××同学说得很好！只是上述前几种方法是定性讨论方法，只能说明多少关系，最后这种方法是从定量的角度去考虑的，我们今天就采用他说的这种实验方法，好吗？

　　【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，并请该组同学将数据转换成下表内容）

　　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）。

　　师：××同学发现了一个规律，我们不妨把这个规律称为××定律。大家鼓掌祝贺他。其实这个定律早在很多年前，物理学家焦耳就是按照刚才大家的研究方法，实验研究了很多年才得出的，因此这个定律也叫焦耳定律。

　　（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骤和方法。

　　【点评】每节课都这样，同学们就逐渐掌握了科学探究的步骤和方法，潜移默化地学会了科学探究。

　　布置作业：将上述思考题作为作业，做在作业本上，待老师阅后保存在自己的学习档案袋里。

　　【点评】学生的作业不能总是算过来算过去，经常给学生布置一些文字型和开放型作业可以更全面促进学生的发展。同时，利用所学的科学知识与社会、生活相联系，用科学知识去解释现象，在日常生活中找到所学知识的应用，培养学生的创新意识。

焦耳定律教案7

　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2.5-1(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=3.6106 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=1.0 ，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0.50 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2.0 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=0.50 V，I=0.50 A，

　　P电=UI=0.500.50 W=0.25 W

　　P热=I2R=0.5021.0 W=0.25 W

　　P电=P热

　　(2)电机转动时，U=2.0 V，I=0.40 A，

　　P电=UI=2.00.40 W=0.80 W

　　P热=I2R=0.4021.0 W=0.16 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0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 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=0.82W=1.6 W

　　电动机的机械功率

　　P机=P入-I12r=1.6-0.821 W=0.96W

　　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3.6107 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1.7107 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1.07107 kWh，由公式W=Pt可算出每天满负荷工作的时间为

　　s=9.8 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=0.6，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=520.6 W=15 W

　　(4)电动机工作1 h所产生的热量Q，Q=I2rt=520.63600 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。

焦耳定律教案8

　　（一）教学目的

　　1．知道电流的热效应。

　　2．在观察实验的基础上引出焦耳定律。

　　3．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。

　　（二）教具

　　如图的实验装置一套（比课本上图9梍7的实验装置多用一个乙瓶和一块电流表）。

　　（三）教学过程

　　1．引入新课问：

　　l）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。

　　再通过课本本节开始的“？”和图1，引入新课。

　　2．进行新课：

　　①介绍如图1的实验装置，告诉学生RA＞RB，RB=RC，通电后，IA=IB，IB＜IC（从电流表的示数可知道I的数值）。

　　②问：该实验的目的是什么？（研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关）

　　③问：该实验的原理是什么？观察什么？向学生讲述：当电流通过电阻丝A、B、C时，电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量。

　　④教师演示实验，记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情况：hC>hA>hB。

　　⑤分析：

　　问：比较A、B两瓶，什么相同？（I、t相同），什么不同？（R不同，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB）说明什么？

　　引导学生回答：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。

　　问：比较B、C两瓶，同上问（略）。

　　引导学生回答：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，教师指出；进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比。

　　问：上述实验中，若通电时间越长，瓶中煤油上升得将会怎样？（学生答；越高）引导学生回答：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。

　　（2）师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。

　　①内容：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。

　　②公式：Q梍I2Rt。③单位：

　　I一安，R一欧，t一秒，Q一焦。注意：焦耳定律是实验定律，在此可向学生讲一些焦耳的故事，以激发学生勤奋学习，不怕困难，勇于攀登的精神。

　　（

　　3）根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。若电流做的功全部用来产生热量即Q梍W，又∵W=UIt，根据欧姆定律U=IR，∴Q=W=UIt=I2Rt開

　　（4）指出：

　　焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电

　　（5）例题：

　　例2：某导体的电阻是2欧。当1安的电流通过时，l分钟产生的热量是多少焦？

　　例3：一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？

　　（6）讨论：（先由学生说，然后在教师的引导下进行归纳）

　　①课文前面“？”中的为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”。

　　分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热量发光，而电线却感觉不到热。

　　②课文前面“？”中的和电炉相连的电线为什么显著发热？

　　分析：照明电路的'电压是一定的，由P=UI可知，电路中接入大功率电炉时，通过的电流大，在电线的电阻相同的情况下，跟电炉相连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多。因此跟电炉相连的电线显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。

　　③讨论课本本节中的“想想议议”，让学生自己说。

　　讨论小结：应用公式解释判断问题时，必须注意条件。

　　3．小结：略。

　　（四）说明

　　1．研究焦耳定律的实验是把课本上的1、2两次实验同时进行。闭合开关后，让学生同时观察三个瓶里玻璃管中煤油液面升高的情况（在课前就把实验电路连接好），这样，可以把更多的时间花在分析实验，引出焦耳定律及运用焦耳定律上。

　　2．Q=W只对纯电阻电路（如灯泡、电炉等）适用，对非纯电阻电路（如含电动机的电路）不适用，这一点要向学生交待清楚。

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