18.4 焦耳定律 导学案

梅桥中学 九年级物理 学科导学案
班级： 姓 名：
课题：第四节——焦耳定律 主备人： 教研组长签字：
【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。
【学习重难点】
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。
一、课前演练
1．回顾欧姆定律的内容，并写出其表达式___________________，电功率的计算公式__________，计算用电器消耗的电能（电功）的公式_____________________。
2．说说下列物理过程中的能量转化
电炉子工作 ；电风扇工作 ；
电池充电 ；电灯发光 ；
电饭锅工作 ；电池对外供电 。
思考：上述用电器，有哪些电器在工作时将电能转化为内能的？
二、课内探究
任务一：电流的热效应
（一）知道电流的热效应
1．根据课本图18.4-1思考：使用这些用电器时，用电器所产生的热是由 转化来的。
2．你能说出什么是电流的热效应吗
。
3．电流的效应有哪些
思考：为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
（二）学习与探究:探究电流产生的热与什么因素关
通过实验探究影响电流通过导体产生的热与什么因素有关体会控制变量法和转换法。
猜想：电流产生的热与 、 、 有关。
思考：怎样判断电流通过导体时产生热的多少？
提示：电流热效应我们不方便比较，但是可以通过电流通过导体时产生的现象直观的比较热效应的强弱，这
种研究问题的方法叫转换法。
探究一：电流产生热的多少与导体电阻的关系
思考：为探究电流产生的热与电阻大小的关系，应让 、 保持不变，让
发生变化，(为此，应选择两个阻值 同的定值电阻，设计一个 联电路 )通过观察
来判断电流产生热的多少。
请在下面的方框内设计实验电路图：
分析论证：
如果二者温度相同，则热效应与电阻 。
如果二者温度不同，则热效应与电阻 。
结论：
探究二：电流产生热的多少与电流大小的关系
思考：为探究电流产生的热与电流大小的关系，应让 、 保持不变，让 发生变化，(怎样设计电路) 通过观察 来判断电流产生热的多少。
请在下面的方框设计实验电路图：
分析论证：
如果二者温度相同，则热效应与电流 。
如果二者温度不同，则热效应与电流 。
结论：
推理分析：通电时间越长，电流产生的热越 。(观察你生活的周围能举例说明吗 )
牛刀小试：
1．下列电器设备中，利用电流热效应的是（ ）
A.电动机　　　　 B.电饭锅 　?C.电风扇　　　 　D.电视机
2．将两电炉丝R1、R2串联起来，接在电路中，如图所示，若R1>R2，则先被点燃的火柴是（ ）
A.电炉丝R1上的火柴 B.电炉丝R2上的火柴
C.两电炉丝上的火柴同时被点燃 D.无法确定
任务二：焦耳定律
阅读课本100页“焦耳定律”部分，完成以下问题：
1．英国物理学家 在大量实验的基础上最先确定了电流产生的热跟电流、电压和通电时间的定量关系。
2．焦耳定律的内容是
3．公式：Q =I2Rt
Q表示产生的______________，单位是______________；
I表示通过导体的__________，单位是______________；
R表示 ，单位是______________；
t表示____________ ，单位是______________；
4．电流通过导体时，电流消耗的电能全部转化为热即没有同时转化为其他形式的能量，此时电流产生的热
与消耗的电能_________。即Q W=UIt
交流讨论：为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
电炉丝和导线是串联接入到电路里，电炉丝和导线通过的电流 ，但电炉丝的电阻 导线的电阻，根据 ，在通电时间相同时，电炉丝产生的热远大于导线产生的热，所以电炉丝很热而导线却不热。
补充说明：纯电阻电路和非纯电阻电路
电灯、电炉子、电风扇、电冰箱、电视机、电饭锅、电烙铁以上用电器工作时把电能全部转化为热的有 ，这样的用电器称为纯电阻电路，计算时消耗的电能W和电流产生的热 ，即Q=W=Pt。还有的用电器没有把电能全部转化为热例如 ，我们把这样的用电器叫非纯电阻电路。
非纯电阻电路计算电热时我们只能用焦耳定律Q= 来计算。
牛刀小试：
1．某导体的电阻是5 ，通过4A的电流时，10s产生多少热？
2．一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量.
3．有“220V　40W”的电烙铁，接在220V的电源上，该电烙铁每分钟产生的热量是多少J？每分钟消耗的电能是多少J？
任务三：电热的利用和防止
阅读“电热的利用和防止”部分内容，回答：
1．电热器是利用电流的_______________制成的加热设备，如：电热水器、_______________电热毯等。
2．电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装_______________，都是为了_______________。
布置作业
能量培养与测试
教（学）后反思
达标检测：
1．如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生热( )
A.电烙铁最多 B.电视机最多 C.电风扇最多 D.一样多
2．某导体的电阻是2Ω，通过3A的电流时，导体的电功率是 W，1 min内消耗的电能是 J，电流产生的热是 J。
3．有一把电烙铁，它的电阻是1100Ω，将它接入家庭电路中，电烙铁正常工作，它的额定功率是 ， 如果给它通电10min获得的热是 J。
4．在图电路中， R1=2Ω，R2=4Ω，电压表示数为3V。
求：(1)电阻R2上每分钟放出的热.
(2)整个电路每分钟消耗的电能.
5．非纯电阻电路：有一台电动自行车，电动机上标有36V，24W字样线圈的电阻为3Ω则正常工作10min求：1）电动机消耗的电能；
2）工作过程中产生的热量；
3）这个电动机的效率；
4）若电动机由于故障“抱死”不转了，电动机就很容易烧坏，则“抱死”不转是通电10min产生了多少热？
6．如图所示，电源电压U=6V，电阻R1=4 ，R2=2 。
(1)当开关S闭合后，电流表示数为多少
(2)当开关S闭合后，电阻R1在10s产生的热为多少
7．如图所示，是研究“电流的热效应跟电阻大小的关系”的实验电路图．两个烧瓶盛着等量的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶甲中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶乙中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．请完成这个实验：
(1)请你用笔画线作导线，帮他完成电路。
(2)这样连接的目的是 。
(3)实验过程中可以观察到甲瓶中温度计的示数小于乙瓶中温度计的示数， 这表明
R1
R2
火柴