《焦耳定律》教学设计

《焦耳定律》教学设计（精选10篇）

《焦耳定律》教学设计 第1篇

《焦耳定律》教学设计

一、教学目标

(一)知识与技能

1.能通过实例，认识电流的热效应。

2.能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。

3.会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。

(二)过程与方法

体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。

(三)情感态度和价值观

会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。

二、教学重难点

电热是指电流做功把电能转化为内能，电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，实验中要采用控制变量的方法。研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同，设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。研究电热与电流的关系的设计是一个难点，电阻相同改变电流，可以利用并联分电流的思想，也可以两个电路来完成。

焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少，它与电功有联系也有区别。电功是指电流做功，可以把电能转化为各种形式能，而电热只是电功的一部分。只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。

重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。

难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。

三、教学策略

电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同形式的能量。本节研究的是把电能转化为内能多少，生活中的用电器工作时都伴有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变量的方法。研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。设计实验时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。

电热与电功的联系与区别，可以通过公式推导的方法得出在纯电阻电路中Q=W，在非纯电阻电路中，电热只是电功的一部分。也可以从能量转化的角度来比较电热与电功，电热是指把电能转化为内能，而电功是把电能转化为其它形式的能，电热只是电功的一部分。

四、教学资源准备

校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板(含电能表)、功率不同的用电器(如热得快和白炽灯)、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

复习提问

（2分钟）

1．电功的大小与哪些因素有关？如何计算？

2．能说出一些用电器工作时能量的转化情况？

学生按要求回忆，回答。

为本节课作知识上的铺垫。

创设情景

引入新课

（3分钟）

电流在电路中做功，可以将电能转化为其它形式的能，如电动机、电灯发光、电视机工作……。

当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？这是什么原因？

学生说出常见用电器工作过程中能量的转化。

电流通过导体时电能转化成内能。

创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。

联系实际，引入新课。

铬铁……

新课教学（28分钟）电流的热效应

投影：电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电

这些用电器工作时有什么共同特点？

导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？说明什么？

一、提出问题

电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？

二、猜想与假设

提示：电热是电流通过电阻时产生的热量，电路中有电压不一定有电流，所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。（排除电压这个物理量）

电流通过导体产生热量的多少与________________有关。

你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？

三、设计实验

要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？如何比较产生热量的多少？

四、进行实验

展示实验装置1

观察本实验装置，思考：

系？

1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关 2．两电阻为什么要串联？

3．如何比较电流通过电阻放出热量？

4．设计实验数据记录表格

上升情况，把实验结果填入表格中。

电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的 分析实验数据，可以得到什么结论？

展示装置2

系？

丝？

1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关 2．右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻

3．如何比较电流通过电阻放出热量？

上升情况，把实验结果填入表格中。

4．设计实验数据记录表格

电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的 分析实验数据，可以得到什么结论？

对于某一个电阻，在电流一定时，通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。这个结论可以通过刚才的实验中看出来，某一根电阻丝通电时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。

五、分析论证，得出结论

对以上两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间。

学生总结：

这些用电器工作时都是把电能转化成内能。

（得出电流的热效应的概念）

电热的大小可能与导体的电阻有关。

学生结合生活实际进行猜想:

电流、电压、电阻、通电时间……

学生举例证明猜想的合理性。

学生讨论：

实验时要控制电路中的电流相等，改变电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。

的多少

可以通过加热相同物体，比较物体吸热升温

学生观察实验装置讨论得出：

1．本装置研究电热与电阻的关系。

2．电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。

3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。

电流I/A

R1

R2

电阻/Ω

产生热量（多/少）

4．实验数据表格

学生根据实验数据，得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。

学生观察实验装置讨论得出：

1．本装置研究电热与电流的关系。

2．使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等（左边电流大于右边电流）。

3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。

4．实验数据表格

电阻R/Ω

R1

R2

电流I/A

产生热量（多

/少）

学生根据实验数据，得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。

学生总结以上两个实验：

电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。

培养学生总结问题的能力。

能力。

由生活现象培养学生发现问题并提出问题的

培养学生合理猜想，并分析猜想的合理性。学会排除不合理猜想。

培养学生利用控制变量的方法来设计实验。

通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。

培养学生利用转换的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。

学会设计实验数据记录表格

会根据实验数据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论。

结实验、描述实验结论的能力。

培养学生设计数据记录表格、分析实验、总

培养学生对实验数据综合分析能力。

焦耳定律

介绍科学家焦耳。

英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。

如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为Q=I2Rt。

例题：一电热水器电阻丝的阻值为48．4Ω，正常工作时的电流为4．55A，工作10min放出的热量为多少J ？

练习：一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的电流为6．8A，工作10min放出的热量是多少？

了解焦耳在电热上的成就

学生了解焦耳定律的内容，记住公式。

2×48．

学生快速的计算本题中的电热。

Q=I2Rt=（4．55A）4Ω×600s=6×105J

2×32．

学生结合欧姆定律进行计算

Q=I2Rt=（6．8A）3Ω×600s=9×105J

培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。

《焦耳定律》教学设计 第2篇

谢永胜

2010年春季学期

【学习目标】

1．阐述“验证焦耳定律”实验的思想方法；确认电流产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流及通电时间的关系。

2．复述焦耳定律的内容，写出焦耳定律的公式及热量的国际单位。3．解释Q＝W成立的条件。

4．应用Q＝I2Rt和I＝ 等公式进行有关计算。

【主体知识归纳】

1．焦耳定律的内容是：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。2．焦耳定律公式：Q＝I2R。

3．电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功W全部用来产生热量Q，那么，电流产生的热量就等于电流所做的功，即Q＝W。

【基础知识精讲】

1．“验证焦耳定律”实验的思想方法

在这个实验中，再次运用了控制变量的方法，请阅读实验内容，思考下列问题：（1）通过观察比较什么现象来说明电流通过导体产生热量的多少?（2）在第一次实验中，为了定性研究电流产生的热量与电阻的关系，应控制哪些条件？怎样控制？（3）在第二次实验中，为了定性研究电流产生的热量与电流强度的关系，应控制哪些条件？怎样控制？

（4）在第三次实验中，为了定性研究电流产生的热量与时间的关系，应控制哪些条件？怎样控制？

（5）通过实验，可以得出什么结论？ 2．怎样理解和应用焦耳定律? 焦耳定律Q＝I2Rt是一个实验定律，是焦耳在大量实验的基础上总结得出的，定量地表示了电能转化为内能的规律。

焦耳定律中“电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比”，这句话你是怎样理解的? 应用焦耳定律解决问题时，公式中的各物理量必须对应于同一段电路或同一个导体。如果电路中存在多段电路或多个导体，必须注意它们各自的对应关系，不可“错位”。

例1

电炉丝坏了，去掉四分之一后接在原来的电源上使用时，在相等时间内产生的热量与原来产生的热量之比为 A．3∶4

B．4∶3

C．4∶1

D．1∶4 解析：本题中，由于电阻变化而使电路发生了变化，应认清哪些物理量变化，哪些物理量不变，全面进行分析．

例2 某电热水器内有R１、Ｒ２两根电热丝，在电压不变的情况下，单独接通Ｒ１或

Ｒ２，热水器中的水需要15 min或20 min将沸腾．问：（1）若将Ｒ１、Ｒ２串联使用，这些水多少时间才能沸腾?（2）若将Ｒ１、Ｒ２并联使用，这些水多少时间才能沸腾? 解析：由于电源电压U不变，两根电热丝单独使用放出的热量分别为：

即Ｒ２＝２Ｒ１ 当Ｒ１与Ｒ２串联时

Ｒ串＝Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒ１＋２Ｒ１＝３Ｒ１ 且Q串＝Q１

即 ｔ串＝ ｔ１

ｔ串＝ ·ｔ１＝ ×１５ min＝45 min

ｔ并＝ ｔ１＝ ｔ１＝ ×１５ min＝１０ min．

方法指导：不论是一根电热丝通电，还是两根电热丝（串联或并联）通电，它们对电热水器中的水供给的热量是相同的．这是解答本题的关键．而且，由于电源电压不变，选择Q＝ ｔ分析问题较为方便。

【同步达纲练习】

1．公式Q＝W成立的条件是__________________。

2．在研究焦耳定律的实验中，观察比较图9－19中的实验现象（R甲＞R乙），可知电流产生的热量跟________有关；观察比较图9－20中的实验现象（I2＞I1），可知电流产生的热量跟________有关。

图9－19

图9－20

3．在研究焦耳定律的实验中，为什么将甲、乙两电阻串联在电路中？滑动变阻器在该实验中起什么作用？

4．通过某电阻的电流为I时，在时间t内放出的热量为Q；如果要在 的时间内放出2Q的热量，通过该电阻的电流应为__________．

5．在“验证焦耳定律”的实验中，为了比较电流通过两根不同电阻丝放出热量的多少，必须同时保持 A．通电时间相等和电流相等 B．电阻相等和电流相等

C．电阻相等和通电时间相等

D．电阻相等、电流相等、通电时间相等

6．用两根电热丝（R甲＞R乙）烧水，若电源电压不变，在其他条件相同的情况下，下面哪种方法可使水温升高得最快

A．只使用甲

B．只使用乙

C．两根串联

D．两根并联

7．将一段电阻丝通电后，10 min可将一壶水烧开，现将这段电阻丝对折后将两端接在同一个电源上，将同样一壶水烧开的时间

A．仍为10 min

B．小于10 min

C．大于10 min

D．无法判断

8．如图9－21所示，a、b、c、d是四个装有温度相同、质量相同的水的相同容器，每个容器中放入由相同材料、相同粗细的电阻丝烧成的发热线圈，每个线圈的长度如图所示，如果同时通电，经过一段时间后，则水温最高的是

图9－21

A．容器a

B．容器b

C．容器c

D．容器d 9．两条电阻丝的电阻之比R1∶R2＝3∶2，通过它们的电流强度之比为I1∶I2＝2∶1，在相同时间内它们产生的热量之比是 A．3∶1

B．2∶3 C．3∶2

D．６∶1 10．有一种叫“热得快”的电加热器，用来烧开水．当把它接在220 V的电源上时，要求在20 min内能产生4.84×105 J的热量，那么它的电阻应设计成多少欧？

11．在图9－22电路中，R1＝2 Ω，R2＝４ Ω，电压表示数为3 V．求：

图9－22

（1）电阻R2上每分钟放出的热量．（2）电路每分钟消耗的电能．

【思路拓展题】 做一做 想一想

1．A、B、C是三段“4B”铅笔芯，A、C等长，（8～10 cm），B为A长的一半．按图9－23连接电路，并固定于竖直木板上，用蜡（或凡士林）将火柴粘在铅笔芯上．接通电源（12～24 V）一段时间后，便可看到C、A、B上的火柴依次因蜡受热熔化而掉落．

图9－23

（1）比较A、B，通过二者的电流是否相同，电阻是否相同?通电时间是否相同?为什么A上的火柴先落下?（2）比较A、C，通过二者的电流是否相同?电阻是否相同?通电时间是否相同?为什么C上的火柴先掉下? 2．近几年，我国城乡许多地区在进行电网改造，改造的内容之一就是把输电线换成更粗的．结合焦耳定律谈一谈这样做的目的．

参考答案

【同步达纲练习】

1．电流所做的功全部用来产生热量 2．电阻的大小

电流的大小

3．在研究热量跟电阻的关系时，必须保持电流和通电时间相同，将甲、乙两电阻串联在电路中，使流过电阻丝的电流相等．在研究热量跟电流的关系时，用滑动变阻器改变电路中的电流，观察比较电流不同时，同一根电阻丝在相同时间内产生的热量是否相同． 4．2 I 5．A 6．D 7．B 8．D 9．D 10．120 Ω 11．（1）I2＝I1＝ ＝ ＝1.5 A Q2＝I22R2t2＝（1.5 A）2×4 Ω×60 s＝540 J（2）Q1＝I12R1t1＝（1.5 A）2×2 Ω×60 s＝270 J

Q＝Q1＋Q2＝540 J＋270 J＝810 J 【思路拓展题】 做一做·想一想 1．（1）通过A、B的电流相同，A和B的电阻不同，RA＞RB，通电时间相同．根据Q＝I2Rt在I、t一定时，电阻R越大，产生的热量Q越多，所以A上的火柴因蜡受热熔化先落下．

（2）通过A、C的电流不同，IA＜IC，A、C的电阻相同，即RA＝RC，通电时间相同．根据Q＝I2Rt，在R、t一定时，电流I越大，产生的热量越多，所以C上的火柴因蜡受热熔化先落下．

焦耳定律在电学中理解和应用 第3篇

一、适用范围

1.纯电阻电路:在纯电阻电路,即发热电路中,消耗的电能全部转化为热能,即电流做功W=UI t根据欧姆定律变形可得,、产生热量Q=I2Rt由能量守恒可知,W=Q,所以此时电流产生热量和电流做功公式是通用的。

2.非纯电阻电路:在非纯电阻电路中,消耗的电能不仅是转化为热能,还转化为其他形式的能,所以此时电流做功W=UIt,产生的热量Q=I2Rt,因此W>Q,所以UIt≠I2Rt。计算电功和电热则不能用错公式,否则将会得出错误结论。

在电学中,我们计算电功,W=Ult,所有电路都适用,计算电热,Q=I2Rt,适用于纯电阻电路。

二、例题分析

焦耳定律的题型种类较多,现主要从简答题和计算题两方面题进行分析讲解。

例1电饭锅煮饭时,加热板温度非常高,通常为100℃-130℃左右,为什么与它相连的导线却不怎么热?

分析:电饭锅电路为纯电阻电路,用焦耳定律分析较为方便,但答题要注意控制变量答题才较为严谨。

答:因为加热板与导线串联连接电路中,加热时间和电流都相等。但加热板的电阻较导线大很多,根据Q=I2Rt可知,电热板产生热量较多。

例2一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈电阻为2Ω,线圈中电流为10A。这台电动机正常工作下每秒钟消耗的电能W=＿＿＿＿＿＿,产生的热量Q=＿＿＿＿＿＿。

分析:此题为非纯电阻电路,所以消耗的电能即电流做功W和产生的热量Q两者不能混用,因为W>Q,所以W=UIt=380V×10A×lS=3800J,Q=I2Rt=(10 A)2×2Ω×1S=200J由此可见,电能更多的转化为机械能了,只有少部分转化为热能。

例3如图所示是简易电吹风的工作原理图(其中M为电动机,R为电热丝),吹冷风时,其功率为22W,电动机1分钟产生热量为1.2J,试求电动机阻值大小。

分析:电吹风工作时,电动机为非纯电阻用电器,欧姆定律及其变形式都不适用。所以算电动机的电阻时,不能用求解。

解:∵P=UI

通过电动机电流为0.1A,如用欧姆定律,这种解法显然错了。

正解是:Q=I2Rt

归纳上述可知,在求解电热题目中,一定要分析题目是什么电路,才能合理解题。

高中焦耳定律的教学建议 第4篇

【关键词】  高中 物理教学 教学建议

【中图分类号】  G633.7                          【文献标识码】  A                                             【文章编号】  1992-7711（2015）07-044-02

一、实验创新背景

焦耳定律只涉及到电能转化为内能的问题，电路的电能除了转化为内能外，还可以转化为机械能、化学能与磁场能，由于高中物理教学中不涉及反电动势的问题，高中教学常常只讨论纯电阻电路，所以许多高中学生也常常认为UI、I2R和U2/R 三者总是相等的，对电路中能量的转化问题，出现了认识偏差。

教育科学出版社《高中物理选修3-1》第二章恒定电流6焦耳定律 电路中的能量转化，该节先讲“电功和电功率”，再讲“焦耳定律、热功率”，最后讲“电路中的能量转化”。在“电路中的能量转化”中虽然也谈到电动机电路的P电=P热+P其他问题 ，在“练习与评价”中，五道习题中也有一道排气扇的题目，其他全是纯电阻的习题。

初中学生在准备中考时，关于电功率UI与热功率I2R; 电功UIt与电热I2Rt 的习题做过几百、上千道，对于这些公式掌握的非常熟练。现在高中的学生，还认为无论什么情况下，初中讲的欧姆定律都成立，认为UI、I2R和U2/R 总是相等的。殊不知初中讲的欧姆定律也有不适用的时候，这种情况下，上述三个公式就不再相等了，其中，U2/R甚至没有意义了。

基于这种情况，我们认为高中关于焦耳定律的教学，应该在学生能够熟练运用电功率UI与热功率I2R; 电功UIt与电热I2Rt这些公式的基础上，从欧姆定律不适用的问题入手，例如从电动机电路入手，讨论在这种情况下， UI与I2R; UIt与I2Rt各自的物理意义，以及它们何时相等，何时又不相等……等问题。与此同时渗透如下的思想：“算清电路中各种能量之间的关系（有人称之为“能量账”），是加深理解电路问题的基础，也是解有关电路习题的基础。”

实现我们上述设计思想的关键，在于能否用实验演示出：电动机电路中，输入的电功率UI等于热功率I2R与输出的机械功率之和，该实验的误差只要控制在10%之内，就算成功。

二、实验创新作品教学（即使用说明）

上课伊始。老师为学生演示电动机的实验，说明

电能————→机械能

根据电动机上面都贴着电动机的电阻，大约11.2Ω，两端接有12.2V，让学生猜想电动机工作时，电路中的电流多大？——学生大多根据初中的欧姆定律，猜想电流大约为1 A——而实验验证（如图1）实际结果却是0.07A——为什么？

由此总结出：在电动机的电路——有电能转化为机械能，不能再用我们初中的欧姆定律来计算电路的电流。

计算这种状态下，电动机获得多大的机械能？

已知：U=12.2V、I=0.07A、R=11.2Ω

电路的输入功率为：UI=12.2×0.07=0.854 （W）

发热功率为：I2R =0.072×11.2=0.055 （W）

电动机获得的机械功率：P机= UI - I2R =0.799W

由这部分机械功率“干什么了？”——引出这部分机械功率主要转化成为克服摩擦的功率。——为本堂课最后半定量实验的修正埋下伏笔。

仍然利用图四的实验，用手指增加电动机轴的摩擦力，发现电动机变慢，电路电流增大;摩擦力越大，转速越慢，电路电流越大。如果将电动机的轴用手指捏死，通过电动机的电流倒是1.1A 。

由这些实验，得出如下结论：

1.电动机工作时，初中学习的欧姆定律不再适用，通过电动机的电流与电动机的工作状态有关。

2.电动机不转，没有机械功率输出，已经不成为电动机了，这时电路就是纯电阻电路了，初中欧姆定律当然成立了。

请注意：使用电动机时，如果电动机卡死不转，电路的电流与发热功率都很大，可能很快将电动机烧毁。这是个极端—甚至是破坏性的实验，时间不能长。这时，应该尽快把电源断开。

为了深入探讨电路中的能量转化关系，再演示一个半定量实验：让电动机吊起一个m=300g的砝码，在匀速上升（并用打点计时器测量其速度为V=0.61m/s）的过程中，讨论电路能量之间的关系。实验装置如图1所示。

实验数据还有： U=12.2V ;  I=0.3A ;  R=11.2Ω

输入功率：UI = 12.2×0.3=3.66（W）

发热功率： I2R = 0.32×11.2=1.008（W）

提升重物的机械功率 P机=Fv=mgv =1.793（W）

为什么 I2R+P机=2.801W 不等于UI=3.66W 呢？相差还不少。问题出在哪里？

由于我们没有计算电动机转动轴消耗的摩擦功率，必然引起误差—如何测定这部分的摩擦功率呢？——我们无法测定这部分功率，但，可以借助同样的电动机在同样的电压下空转时，克服转动轴摩擦功率的大小，来进行修正。

由前述的伏笔可知：P机2=UI- I2R=0.799（W） ，这样发热功率、提升重物的功率与克服摩擦的功率之和：I2R+ P机+ P机2=1.008+1.793 +0.799=3.60（W）

与输入功率：UI = 12.2×0.3=3.66（W） 比较，两者就很接近了，误差大约2% 。”

本课的总结略。

四、实验创新展望（本标题最好改为：几点说明）

1.本课的半定量实验中，测定重物上升中段的速度，也可以用三个光电门，在上升中段相近的三个点进行测定。这样在课堂上可以重复两次、三次实验，而不用播放事先录制的录像，增加实验的真实性与可信度。

2.《新课程标准》提倡：尽量让学生亲自通过实验，体验某些物理过程。

学生实验的小电动机型号为PPN13PB125C，售价5元/台，外型如图2所示。电阻约6Ω。实验时，电动机接3V电压，短路（卡死）电流约0.5A  ;空载电流约0.05A 。其实验数据也可以很好反映电动机工作的定性情况。

3.有老师对小型电动机的电阻有如下意见：用电阻表测定小型电动机的电阻，离散度很大，几乎没有一个集中的数值。

对于型号为PPN13PB125C小电动机，我们用电阻表测定其电阻，令转子在不同位置，只要转子不动，其电阻都在6.2-6.4Ω之间。另一种测定方法：电动机接3V电压，转子在不同位置，短路（卡死）电流大约0.5A ，因此算出电阻约6Ω ，两种测定方法一致。

对于电动机的电阻问题，我们有如下的看法：

直流电动机应用非常广泛，工艺也已经很成熟了;电工学中有关直流电动机的理论也已经很成熟了，所以，电动机的电阻不可能成为不解之谜！。

《焦耳定律》教学设计 第5篇

主要内容是电流通过导体时，电能转化成热与电流、电阻、通电时间有关；电热的利用和防止。本节课的设计的体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。

根据学生实际和课程标准的要求进行设计，通过学生的观察和生活经验，提出问题，进行分析，共同归纳总结。教学中应该充分地相信学生，给学生活动的空间，真正的让学生成为学习的主人，在实验的过程中学生也可能提出许多问题，教学中一定要发挥学生的主体作用，尤其是在大力提倡科学探究的今天。在教学过程中要让学生参与讨论，充分调动学生学习的积极性，与思维分析能力，培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系，使学生达到学以致用。

通过本节课的教学，我进一步相信我的学生，相信他们的能力，在今后的教学中，充分发挥学生学习的主动性，主有让他们爱学、会学，我们教师才能真正走出多年的困惑，不要一为地强调结果，让我们更多地关注过程吧，只有这样结果才会更加美好。

物理教案-焦耳定律 第6篇

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：

灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？

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

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，通过的时间t的单位要用秒这样，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＝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，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 第7篇

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_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_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_W，又∵W=UIt，根据欧姆定律U=IR，∴Q=W=UIt=I2Rt_

（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。

《焦耳定律》教学设计 第8篇

一、素材准备

(1) 文档设置:尺寸550像素×440像素, 背景颜色为蓝色, 帧频3fps。

(2) 背景层第一帧:如图1所示, 在舞台上布置电池、开关、可变电阻、电流表、烧瓶, 播放按钮、复位按钮、文本框等, 其中可变电阻滑块、电流表指针为独立元件。

元件命名:开关元件为kaiguan, 可变电阻滑块为hk, 电流表指针为zhizhen, 播放按钮为play＿button, 复位按钮 (在播放按钮下方) 为reset＿button, 时间动态显示文本框为time。

(3) 背景层第二帧:复制第一帧, 然后在开关元件再加入一闭合状态开关, 并命名为kaiguan2, 并把开启状态开关修改为kaiguan3。

(4) 液柱层第二帧:在甲乙两烧瓶零刻度位置分别托入液柱元件, 设置高度为1、宽度为4, 并分别命名为y1和y2。

焦耳定律实验的改进 第9篇

本实验的关键是如何显示并比较电阻上产生的热量的多少，热量看不见、摸不着.不好测量，我们一般是让电阻产生的热量被其他物体吸收，观察其他物体的变化：

点燃火柴法火柴头放在电阻丝上吸热升温到燃点后会自燃. 由于电阻丝产生的热量大量被周围空气吸收，所以让火柴的温度升高到燃点如果用几节干电池做电源做该实验几乎是不可能的.而学生电源很多条件差的学校是没有的.

熔蜡法蜡吸热会熔化沾在蜡上的火柴棒会掉下来.由于大量的热量散向空中，该方法也很难用干电池做电源在短时间内达到很好的效果.

膨胀显示法将电阻丝放入装煤油的烧瓶中，用液柱上升的高度显示热的多少.但现在已很难在市面上买到煤油了，等等.

在上述诸方案的基础上提示学生：如果用测量温度的方法来做该实验，则固体、液体、气体那种物体吸收电阻丝产生的热量多升温较快？学生很容易想到气体，因为气体的比热容小，相同条件下温度容易升高.按照这个思路进行如下设计：把电阻丝放在一密封的容器中，让电阻丝产生的热量被容器中的空气吸收，测量空气的温度升高的 度数就可比较电阻丝放热的多少.接着让学生继续思考：容器大些还是小些好，哪种容器空气的温度升高的快些？学生很快想到小的好些，让学生自己思考找出一种较小的并且自身是不容易吸热传热的，透明的便于观察的.

学生讨论最终确定用比较常见的果冻盒来做实验，下面详细介绍实验器材和实验步骤.

器材干电池三节、导线四根、开关一个、阻值大小不同的电阻丝二个、果冻盒两个、 温度计两个.电阻丝可用实验室里的5欧电阻丝一个改造而成，改成1.5欧和3.5欧电阻各一个.也可用废旧电热器的电阻丝改造.如熨斗丝、电吹风里的电阻丝.注意用小刀刮去接头处的绝缘漆.也可用火烧的方法去掉绝缘漆.果冻盒：城乡各处小店、超市到处都可买到果冻，用最小的、半圆形的那种即可.吃掉果冻，把盒洗干净晾干即可使用.果冻盒顶部打开一小孔.大小以刚能放入温度计的液泡为好.下部用针扎两个小孔，用来穿电阻丝.如下图接通电路.约2分钟后就会看到两温度计读数变化明显不同.说明电流相同时，电阻越大，电流产生热量越多.用改变电池个数的方法，用该装置也可验证电阻相同时，电流越大，产生的热量越多.可在电路中串联一电流表，避免电路接触不良而导致实验无法进行.

焦耳定律教案 第10篇

学生在初中已经接触过焦耳定律的内容，为本节课的学习打下了一定的基础，但高中阶段将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求。本节课所涉及的能量观点，是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外，这一节的内容在实际中有广泛而重要的运用，不但是学习后续知识的基础，而且是学习电工的基础。所以，本节课不但是物理知识的传授课，更是物理方法和思想的渗透课。在教学中应该充分联系实际，以便巩固和加深对基本知识的理解，掌握实际问题中的原理。

教学目标

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。

4.通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养分析、推理能力。

5.通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步培养辩证唯物主义的观点。

教学重点难点

电功和电热的计算是本节课的教学重点，围绕这个教学重点，具体实施教学时，会出现这样几个教学难点：电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。

教学方法与手段

1.采用问题解决式，引导学生联系前面电场力的知识，推导电流做功的表达式。

2.密切联系实际，通过实例分析让学生明确各种电能与其他形式的能的转化情况。

3.进行演示实验，让学生明确纯电阻电路与非纯电阻电路在能量转化时的区别。

eq o(sup7，sdo5(课前准备))

教学媒体

投影仪、多媒体课件、滑动变阻器、小电风扇、电压表、电流表、电源、电键、导线。

知识准备

电场力对运动电荷做功的求法、欧姆定律。

eq o(sup7()，sdo5(教学过程))

导入新课

[事件1]

教学任务：创设情境，导入新课。

师生活动：

问题导入：

问题1：用电器通电后，可以将电能转化为其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，说明其能量的转化情况。

参考示例：电灯把电能转化为内能和光能;电炉把电能转化为内能;电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能。用电器把电能转化为其他形式能的过程，就是电流做功的过程。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，遵循能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。

问题2：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。

推进新课

[事件2]

教学任务：推导电流做功的表达式

师生活动：

思考并讨论：(多媒体打出画面)一段导体长为L，横截面积为S，电阻为R，在导体两端加上电压U，通过导体的电流为I。

图2.5-1 推导电流做功的表达式

(1)结合此模型说出电流做功实质上是怎样的?

参考答案：电流做功的实质是电路中电场力对定向移动的电荷做功。

(2)利用学过的知识，推导一下经过时间t，电流做的功。

可能出现的结果：学生无从下手。可通过问题引导学生思考并推导出公式来。

请同学们思考下列问题：

(1)电场力做功的定义式是什么?

(2)电流的定义式是什么?

参考答案：(1)在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为UAB，则电场力做功W=qUAB。

(2)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=It。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。

对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It(在时间间隔t内搬运的电荷量为q，则通过导体截面电荷量为q，I=q/t)，所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

结论：电功

(1)定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。

(2)表达式：W=IUt。

①物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压U、电路中电流I和通电时间t成正比。

②适用条件：I、U不随时间变化恒定电流。

③单位：焦耳(J) 1 J=1 VAs。

【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。

[事件3]

教学任务：推导电功率的表达式。

师生活动：

问题引导：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，如何描述电流做功的快慢呢?

参考答案：可以用单位时间内电流所做的功，即电功率表示做功的快慢。

结论：电功率。

(1)定义：单位时间内电流所做的功。

(2)表达式：P= eq f(W，t) =IU(对任何电路都适用)。

(3)单位：瓦特(W)，1 W=1 J/s。

【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。

(4)额定功率和实际功率

额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。

实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

【说明】最后应强调：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=IUt是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。

[事件4]

教学任务：焦耳定律

师生活动：

思考并讨论：电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，那么，电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?

结论：英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。

(1)焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。

表达式：Q=I2Rt。

(2)热功率：单位时间内的发热量，即P=Q/t=I2R。

思考并讨论：电路中电流对导体做的功是否等于导体内产生的热量呢?

可能出现的结果：学生一般认为，W=IUt，又由欧姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，电流做这么多功，所以，放出热量Q=W=I2Rt。

这里有一个错误：Q=W，可通过问题引导学生思考并找出来：

●何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?

●什么电路中Q=W?什么电路中W≠Q?(W>Q)?为什么?举实例

●欧姆定律I= eq f(U，R) 及变形公式适用条件是什么?为什么?

参考答案：

(1)电流有可能转化为其他形式的能。如：电吹风、电解槽、电池。

(2)对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W=Q，这时W=Q=UIt=I2Rt;关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，这时W>Q，即W=Q+E其他或P=P热+P其他、UI=I2R+P其他。

(3)欧姆定律I= eq f(U，R) 及变形公式适用条件是纯电阻电路。