第六章第三节：焦耳定律
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课题：九年级上册第六章第三节：焦耳定律
学习目标 知道电流的热效应了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象
教学设计 学习方式 检查方式 反思
一、认识电流的热效应（挖掘、激活学生知识储备）
说一说你家里的一些用电器，能量是怎样转化的？ （机械能、内能、化学能等）说明：灯泡要在灯丝达到一定温度时才发光，所以，它的能量是电能转化为内能，内能有一部分转化为光能什么是电流的热效应，生活中你还能举出电流热效应的例子吗？电流通过导线的时候，在导体周围还可以产生磁性；给电池充电时，电能转化成化学能，这两种现象也是电流的两种效应，你能给它们起个名字吗？ 5、根据生活经验，你能猜想电流产生的热量与什么因素有关吗？（引导学生猜想，归纳整理，提出探究课题） 小组交流、展示 小组交流 1号或2号汇报， 抢答：补充
二、实验探究：影响电流热效应的因素
根据你们的猜想结合欧姆定律，探究电流产生的热量与R、I和t的关系猜想有多个因素，你们采用什么方法？根据你的生活经验，哪个因素不必探究？电流产生的热量与其因素有什么关系？要研究电流产生的热量与R的关系，你怎样设计电路？要研究电流产生的热量与I的关系，你怎样设计电路？电流产生的热量我们看不见，摸不着，你有哪些方法来比较电阻产生热量的多少？ 根据学生提供的多种方案，进行讨论各种方案的利弊（确定出简单易行的实验方案）学生实验后，总结电流产生的热量Q与R、I的定性关系3、定量关系需要大量的实验数据才可以得出来，焦耳用了40年的时间，做了无数次实验，最先精确的测出了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，请同学们阅读课本自学焦耳定律的内容、公式和各物理量的单位。 小组交流讨论小组交流讨论小组交流学生自学 展示1或2号展示3或4号抢答展示
三、理性探究：电流产生的热量Q与R、I、t的定量关系
我们已经知道了Q=I2RT，利用W=UIt和欧姆定律，你能理论推导出Q与R、I、t的定量关系吗？例题：将10欧的电阻丝接在3伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？老师讲解：电功和电热的关系。 动手做：自制灯泡做如图6-3-2的实验，引导学生思考：金属丝被烧断的原因有哪些？对金属丝的熔点有什么要求？为了防止金属丝不被氧化，瓶子应该做怎样的处理？（4）灯泡用久了会发黑，大家知道是为什么吗？怎么防止灯丝的升华呢？ 小组交流学生板演小组交流 展示3或4号展示
四、电流热效应的利用与危害
在生产和生活中有哪些地方利用的电热，哪些地方需要减少电热？利用和减少电热的理论依据是什么，你各有哪些方法？讨论：为什么电炉丝热的发红，而相连的导线却不怎么热？为什么连接大功率用电器的导线要用较粗的铜线？ 小组讨论 抢答抢答展示3或4号
梳理知识质疑拓展
1、你有什么收获？2、你还有哪些疑惑？ 同位交流学生解惑后老师解惑 不展示个人提
分层作业
要求：A层次：只做基础题，选做提升题。B层次：选做+自编练习题
互批作业：A层次做B层次编的练习题。B层次改A层次的作业。
基础题 1．实验表明，电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 成正比，跟 成正比。这个规律叫 定律，可用公式 表示。2．电热器是利用 原理制成的加热设备，从能量转化的角度看，电热器工作时是将 能转化为 能。3．两根电热丝，电阻之比为2：1，若把他们串联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为 ；若把他们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为 。4．把两根电热丝串联接到电源上，发出热量较多的一定是 （ ）A．通过电流较大的 B．两端电压较大的 C．电阻较小的 D．以上三个都对
提升题 1．将阻值为4Ω的电热丝接入电路中，通过的电流为1A，在0.5min内产生的热量是 J。2．一种家用电熨斗的规格为“220V 800W”。这种电熨斗内部电热丝的电阻是 Ω，在额定电压下工作10min产生 J的热量。3．一台热水器接在220V的电路上，半小时内放出的热量为1. 584×106J，热水器内电热丝的电阻是 Ω 。4．某电热杯中有甲、乙两根电热丝，只将甲电热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，只将乙电热丝接到电源上时，烧开同样的一杯水需18min，若将它们串联接到电源上时，烧开同样的一杯水需 min。若将甲、乙并联起来接到电源上时，烧开同样的一杯水需要 min 。(设电源电压不变，不计热量损失)5．用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于 ( )A．纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B．电动机、电风扇等家用电器C．电解、蓄电池充电等 D．对任何用电器都适用6．小明同学在家里用电加热器(俗称“热得快”)给暖水瓶中1．5Kg的水加热10min，水温从20℃恰好升高到100℃。求：(1)水吸收的热量是多少？(2)小明家的电能表标着3000r/KWh，在这10min内能表的转盘转多少转？
反馈检测题 难度
1．电流通过导体时电能要转化成热。这个现象叫电流的 。电热器就是利用电流的 来进行工作的，电热器工作时，将 能转化为 能。2．阻值为R的电阻丝接到电压不变的电源中，4min可使一杯水烧开，现换用阻值为10R的电阻丝，再接到此电源上， min可使同样的一杯水烧开。3．关于电热的利用，下列说法中正确的是 ( )A．电热对我们来说总是有利的 B．电热对我们来说总是不利的 C．电饭锅是利用电流热效应的原理制成的 D．电视机工作过程中没有产生电热。4．用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于 ( )A．纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B．电动机、电风扇等家用电器C．电解、蓄电池充电等 D．对任何用电器都适用5．如图所示电路中，已知R1>R2，电源电压U保持不变，在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是 ( )A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙C．丙、丁、乙、甲 D．乙、丁、丙、甲6．小明家新买了一只规格为800W的电热水壶，他经过几次使用后发现，晚饭后烧开一壶水所用的时间比早晨烧一壶水所用的时间长，你认为主要原因是 ( )A．晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压B．晚间的大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多C．晚间的环境温度比早晨环境温度偏低D．晚间烧水时，热量散失比早晨多7．小明想通过如图所示的电路图进行下列实验，你认为不可行的是 ( )A．验证欧姆定律 B．验证焦耳定律C．测定电阻R1消耗的功率 D．验证电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和8．小明同学在家里用电加热器(俗称“热得快”)给暖水瓶中1．5Kg的水加热10min，水温从20℃恰好升高到100℃。求：(1)水吸收的热量是多少？(2)小明家的电能表标着3000r/KWh，在这10min内能表的转盘转多少转？9．下图是一种无绳电水壶的铭牌。某同学用这种电水壶烧水，他将水放至最大水量，测得水的温度是18℃，通电5min 50S,水烧开(标准大气压下)，试通过计算，回答下列问题：(1)此水壶正常工作时的电流是多大？(2)该电水壶电热丝的电阻是多少？(3)若测得电源电压实际为210V，算一算此电水壶工作的效率是多大？(4)为了测定该电水壶的效率，你应该准备哪些实验器材？10．新型电辅式太阳能热水器，可以在天气差、吸热功率小的情况下，启动电热管对水加热补偿。小明家购买了这样一台热水器，下表是其铭牌上的一组主要技术参数(吸热功率是指在阳光照射下，集热管每秒钟吸收的太阳辐射的能量)。容积／L集热管采光面积／m。吸热功率／kW额定电压/v电热管额定功率／kW 160 2 1～2 220 2 冬季某天，该热水器中装满了5℃的冷水，集热管平均吸热功率1250W，热水器的效率为56％，白天阳光照射8h，则：（1）水吸收的热量是多少？达到的温度是多少℃？（2）夜晚，小明家人需要45℃以上的洗澡水，则电热管至少正常工作多长时间？。【c水=4．2×103j／(kg·℃)】11．小明家新买回一个家用电热杯，为了验证广告上所说的“该杯的效率（即水吸收的热量与消耗的电能互比）达98%以上”的说法是否属实，他先把家里其它用电器的开关全部断开，在杯中装入500g的水，测得水的温度是20℃，然后将该杯接入电路，把水加热到100℃时，家里的电能表转盘刚好转过167R。请你帮小明计算该电热杯的实际效率（电能表盘里标有3000R/KWh的字样）。
R1
R2
R1
R2
R1
R2
甲
乙
丙
丁
无 线 电 水 壶
型 号： 91440
电压：220V 频率：50Hz
功率：1280W 最大水量：1Kg
学习目标 知道电流的热效应了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象
教学设计 学习方式 检查方式 反思
一、认识电流的热效应（挖掘、激活学生知识储备）
说一说你家里的一些用电器，能量是怎样转化的？ （机械能、内能、化学能等）说明：灯泡要在灯丝达到一定温度时才发光，所以，它的能量是电能转化为内能，内能有一部分转化为光能什么是电流的热效应，生活中你还能举出电流热效应的例子吗？电流通过导线的时候，在导体周围还可以产生磁性；给电池充电时，电能转化成化学能，这两种现象也是电流的两种效应，你能给它们起个名字吗？ 5、根据生活经验，你能猜想电流产生的热量与什么因素有关吗？（引导学生猜想，归纳整理，提出探究课题） 小组交流、展示 小组交流 1号或2号汇报， 抢答：补充
二、实验探究：影响电流热效应的因素
根据你们的猜想结合欧姆定律，探究电流产生的热量与R、I和t的关系猜想有多个因素，你们采用什么方法？根据你的生活经验，哪个因素不必探究？电流产生的热量与其因素有什么关系？要研究电流产生的热量与R的关系，你怎样设计电路？要研究电流产生的热量与I的关系，你怎样设计电路？电流产生的热量我们看不见，摸不着，你有哪些方法来比较电阻产生热量的多少？ 根据学生提供的多种方案，进行讨论各种方案的利弊（确定出简单易行的实验方案）学生实验后，总结电流产生的热量Q与R、I的定性关系3、定量关系需要大量的实验数据才可以得出来，焦耳用了40年的时间，做了无数次实验，最先精确的测出了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，请同学们阅读课本自学焦耳定律的内容、公式和各物理量的单位。 小组交流讨论小组交流讨论小组交流学生自学 展示1或2号展示3或4号抢答展示
三、理性探究：电流产生的热量Q与R、I、t的定量关系
我们已经知道了Q=I2RT，利用W=UIt和欧姆定律，你能理论推导出Q与R、I、t的定量关系吗？例题：将10欧的电阻丝接在3伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？老师讲解：电功和电热的关系。 动手做：自制灯泡做如图6-3-2的实验，引导学生思考：金属丝被烧断的原因有哪些？对金属丝的熔点有什么要求？为了防止金属丝不被氧化，瓶子应该做怎样的处理？（4）灯泡用久了会发黑，大家知道是为什么吗？怎么防止灯丝的升华呢？ 小组交流学生板演小组交流 展示3或4号展示
四、电流热效应的利用与危害
在生产和生活中有哪些地方利用的电热，哪些地方需要减少电热？利用和减少电热的理论依据是什么，你各有哪些方法？讨论：为什么电炉丝热的发红，而相连的导线却不怎么热？为什么连接大功率用电器的导线要用较粗的铜线？ 小组讨论 抢答抢答展示3或4号
梳理知识质疑拓展
1、你有什么收获？2、你还有哪些疑惑？ 同位交流学生解惑后老师解惑 不展示个人提
分层作业
要求：A层次：只做基础题，选做提升题。B层次：选做+自编练习题
互批作业：A层次做B层次编的练习题。B层次改A层次的作业。
基础题 1．实验表明，电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 成正比，跟 成正比。这个规律叫 定律，可用公式 表示。2．电热器是利用 原理制成的加热设备，从能量转化的角度看，电热器工作时是将 能转化为 能。3．两根电热丝，电阻之比为2：1，若把他们串联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为 ；若把他们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为 。4．把两根电热丝串联接到电源上，发出热量较多的一定是 （ ）A．通过电流较大的 B．两端电压较大的 C．电阻较小的 D．以上三个都对
提升题 1．将阻值为4Ω的电热丝接入电路中，通过的电流为1A，在0.5min内产生的热量是 J。2．一种家用电熨斗的规格为“220V 800W”。这种电熨斗内部电热丝的电阻是 Ω，在额定电压下工作10min产生 J的热量。3．一台热水器接在220V的电路上，半小时内放出的热量为1. 584×106J，热水器内电热丝的电阻是 Ω 。4．某电热杯中有甲、乙两根电热丝，只将甲电热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，只将乙电热丝接到电源上时，烧开同样的一杯水需18min，若将它们串联接到电源上时，烧开同样的一杯水需 min。若将甲、乙并联起来接到电源上时，烧开同样的一杯水需要 min 。(设电源电压不变，不计热量损失)5．用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于 ( )A．纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B．电动机、电风扇等家用电器C．电解、蓄电池充电等 D．对任何用电器都适用6．小明同学在家里用电加热器(俗称“热得快”)给暖水瓶中1．5Kg的水加热10min，水温从20℃恰好升高到100℃。求：(1)水吸收的热量是多少？(2)小明家的电能表标着3000r/KWh，在这10min内能表的转盘转多少转？
反馈检测题 难度
1．电流通过导体时电能要转化成热。这个现象叫电流的 。电热器就是利用电流的 来进行工作的，电热器工作时，将 能转化为 能。2．阻值为R的电阻丝接到电压不变的电源中，4min可使一杯水烧开，现换用阻值为10R的电阻丝，再接到此电源上， min可使同样的一杯水烧开。3．关于电热的利用，下列说法中正确的是 ( )A．电热对我们来说总是有利的 B．电热对我们来说总是不利的 C．电饭锅是利用电流热效应的原理制成的 D．电视机工作过程中没有产生电热。4．用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于 ( )A．纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B．电动机、电风扇等家用电器C．电解、蓄电池充电等 D．对任何用电器都适用5．如图所示电路中，已知R1>R2，电源电压U保持不变，在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是 ( )A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙C．丙、丁、乙、甲 D．乙、丁、丙、甲6．小明家新买了一只规格为800W的电热水壶，他经过几次使用后发现，晚饭后烧开一壶水所用的时间比早晨烧一壶水所用的时间长，你认为主要原因是 ( )A．晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压B．晚间的大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多C．晚间的环境温度比早晨环境温度偏低D．晚间烧水时，热量散失比早晨多7．小明想通过如图所示的电路图进行下列实验，你认为不可行的是 ( )A．验证欧姆定律 B．验证焦耳定律C．测定电阻R1消耗的功率 D．验证电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和8．小明同学在家里用电加热器(俗称“热得快”)给暖水瓶中1．5Kg的水加热10min，水温从20℃恰好升高到100℃。求：(1)水吸收的热量是多少？(2)小明家的电能表标着3000r/KWh，在这10min内能表的转盘转多少转？9．下图是一种无绳电水壶的铭牌。某同学用这种电水壶烧水，他将水放至最大水量，测得水的温度是18℃，通电5min 50S,水烧开(标准大气压下)，试通过计算，回答下列问题：(1)此水壶正常工作时的电流是多大？(2)该电水壶电热丝的电阻是多少？(3)若测得电源电压实际为210V，算一算此电水壶工作的效率是多大？(4)为了测定该电水壶的效率，你应该准备哪些实验器材？10．新型电辅式太阳能热水器，可以在天气差、吸热功率小的情况下，启动电热管对水加热补偿。小明家购买了这样一台热水器，下表是其铭牌上的一组主要技术参数(吸热功率是指在阳光照射下，集热管每秒钟吸收的太阳辐射的能量)。容积／L集热管采光面积／m。吸热功率／kW额定电压/v电热管额定功率／kW 160 2 1～2 220 2 冬季某天，该热水器中装满了5℃的冷水，集热管平均吸热功率1250W，热水器的效率为56％，白天阳光照射8h，则：（1）水吸收的热量是多少？达到的温度是多少℃？（2）夜晚，小明家人需要45℃以上的洗澡水，则电热管至少正常工作多长时间？。【c水=4．2×103j／(kg·℃)】11．小明家新买回一个家用电热杯，为了验证广告上所说的“该杯的效率（即水吸收的热量与消耗的电能互比）达98%以上”的说法是否属实，他先把家里其它用电器的开关全部断开，在杯中装入500g的水，测得水的温度是20℃，然后将该杯接入电路，把水加热到100℃时，家里的电能表转盘刚好转过167R。请你帮小明计算该电热杯的实际效率（电能表盘里标有3000R/KWh的字样）。
R1
R2
R1
R2
R1
R2
甲
乙
丙
丁
无 线 电 水 壶
型 号： 91440
电压：220V 频率：50Hz
功率：1280W 最大水量：1Kg
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