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焦耳定律

课 题 18.4 焦耳定律 1．了解电流的热效应及电能与热能的转化； 教学目标 2．理解焦耳定律内容及表达式，并利用其解决相关简单计算； 3．了解电流热效应的应用与危害防控。 教学重点 引导学生探究电热与电阻之间关系，并初步归纳其结论。 教学难点 电热与电流为“二次方”关系的得出与理解。 教学准备 课件，导学案 教学方法 先学后教，学案导学，合作达标 教学后记 教学环节 教师活动 知识点一：电流的热效应 任何导体中有电流通过时，导体都要发热，如电放锅、电热器、电熨斗等利用电能来加热的设备；日常生活中，我们不需要发热的电器：如电风扇、电脑等通电时也会产生热量，所以电流通过导体时都会有电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 那么，电流通过导体时产生的热量与什么因素有关呢？ 一、讲授新实验探究：影响电热的因素 课 设计实验：两个透明容器中封闭着等量的空气，U形管中 液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而可以间接比较 电阻丝放热的多少——转换法 1.研究电热与电阻的关系： 如下图所示，将两个阻值不同的电阻串联，以保证电流和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。 教育配套资料K12

学生活动 备注 课型 新授课 教育配套资料K12

实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 2. 研究电热与电流关系 如下图所示，将三个阻值相同的电阻混联，以保证电阻和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。 实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 生活经验告诉我们，通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。 【典型例题】将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法中，错误的是： ．．A．三个电器消耗的电能一样多 B．电流通过三个电器做功一样多 C．三个电器产生的热量一样多 D．电烙铁产生的热量最多 教育配套资料K12

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【答案】C 【解析】 试题分析：三者的实际功率相同，通电时间相同，根据公式 W?Pt得，三个电器消耗的电能一样多，A对；电流所做的功 等于用电器消耗的电能，所以电流通过三个电器做功一样多，B对；三个用电器中，只有电烙铁把电能全部转化成内能，所以电烙铁产生的热量最多，C错D对。 【针对训练】1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，当水银的温度下降到负269℃ 时，其电阻就会完全消失，这种现象叫做“超导现象”，人们把具有这种现象的物体叫做超导体。在超导状态下，导体的电阻R= Ω，利用超导材料 可以制成 。（选填“输电线”或“电阻 丝”） 【答案】0 输电线 【解析】 试题分析：超导状态下电阻完全消失，R=0Ω，如果利用超导材 料制成输电线，有Q=IRt可知，输电线不会消耗电能，利用超导材料可以制成输电线。 知识点二：焦耳定律 1．内容：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．公式：Q = IRt 3．单位：焦耳（J） 4.电热与电能的关系： （1）当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 Q = W = UIt = IRt 222 教育配套资料K12