山东省莱州市郭家店中学九年级物理全册《18.4 焦耳定律》教案 新人教版VIP专享VIP免费

《18.4焦耳定律》教案学习目标:1．知道电流的热效应，知道利用和防止电热的场合和方法。2．能理解焦耳定律的内容、公式、单位。并且会运用公式进行简单的计算。3.知道科学研究中常用的转换法和控制变量法在本节实验中的运用。4.体会科学探究过程。重点：电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系。难点：理解焦耳定律。运用公式进行简单的计算。导学过程：电流的热效应问题1.灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?问题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?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。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?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;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】应采用控制变量法讨论：1.如何研究电流产生的热量与电阻的关系?找两个电阻R1,R2串联，电流相同，时间相同，R1和R2电阻不同，电流产生的热量不同2.如何研究电流产生的热量与电流的关系?调节滑动变阻器改变通过电阻的电流，保持电阻不变，通电时间不变，电流产生的热量不同3.如何比较电流产生热量的多少?(转换法)比较瓶内煤油升高的温度，煤油的温度升高的高，则电流产生的热量多【进行实验】在甲、乙两个瓶子里装着质量相等的煤油，瓶内各安装一根电阻丝(如图所示)。两瓶中电阻丝的电阻分别为R甲＝10、R乙＝20。两瓶中各插入了一支温度计。在测量两瓶煤油的温度后，闭合开关，通电100s后再记录两瓶煤油的温度，得到温度的升高量。把通电时间和温度升高量填在表中，这就是表中的第1组和第3组数据。然后，通电时间改为200s，重复这个实验，获得第2组和第4组数据并填在表中。如果想探究“同一导体，在通电电流不变时，其发出的热量和加热时间有什么关系”，应对比哪两组数据?可得出什么结论?1、2组或3、4组，结论：在电流相同，电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。(2)如果想探究“两个不同的导体，在通电电流和通电时间都相等时，其发出的热量和导体的电阻大小有什么关系”，应对比哪两组数据?可得出什么结论?1、3组或2、4组，结论：在电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。随后，调节了滑动变阻器，使通电电流增大为原来2倍，重新进行相同的实验，记录两瓶煤油温度的升高量和加热时间的数据如下。(3)如果想探究“同一导体(电阻不变)，在通电时间相等时，其发出的热量和通过的电流大小有什么关系”，应对比哪两组数据?可得出什么结论?1、5组，2、6组，3、7组，4、8组结论：电阻相同，通电时间相同，电流越大，电流产生的热量越多。二、焦耳定律1.推导电流产生的热量与电流、电阻、通电时间三者的定量关系，对于纯电阻电路电流所做的功全部用来产生热量Q=W=UIt根据欧姆定律U=IR,所以Q=W=IR*It=I2Rt2.英国物理学家焦耳通过大量的实验于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,跟通电时间成正比的结论,于是人们为了记住他,把这个规律叫做焦耳定律。其公式为: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)。思考：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不热？例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？分析：只有一根电阻丝连入电路，属于纯电阻电路，电流所做的功全部用来产生热量Q=W=U2/R*t解：由题知：R=60ΩU=36Vt=5min=300s(注意时间的单位是s)Q=W=U2/R*t=(36V)2/60Ω*300s=6480J总结：对于纯电阻电路，计算电流产生的热量还可以使用哪些推导公式？练习：赵强同学家中有一个电动机，已知该电动机的线圈电阻为100Ω，当他将这个电动机接在家庭照明电路中，通过的电流是1A,通电10min,电流所...