老师难道焦耳定律错了.doc

刘永勤
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在刚刚进行《电功率、焦耳定律》的复习时，习题中有这样一道练习题“家庭用的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态。当水箱内的水温达到98℃时温控开关自动断开处于保温状态；当水温降至一定温度t时，开关S又闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：
水箱容量
额定电压
加热功率
保温功率
2L
220V
440W
40W
求：（1）当开关S接 时为加热档；当S接 时为保温档。
（2）正常加热时通过饮水机的电流。
（3）若饮水机重新加热一次的时间为5min，求加热一次消耗的电能。
很多同学不理解饮水机保温档的总电阻为什么大于加热档的总电阻。有同学说：焦耳定律说，电流产生的热量和电阻成正比，饮水机的保温档比加热档的总电阻大岂不是焦耳定律错了。我知道，同学们会走入这样的误区，问题还是出在探讨焦耳定律的实验时，对于实验的前提条件掌握的不够。
当然，学生提出的问题就要当场解决。结合饮水机的电路图，我采取问题串的方式开始解疑除惑。
师：你们认为开关S接谁时，电阻产生的热量多？
生：开关S接b时，R1与R2串联产生的热量多。
师：为什么？
生：串联时总电阻大了，根据焦耳定律电流产生的热量和电阻成正比。
师：焦耳定律只告诉我们，电流产生的热量只跟电阻有关吗？
生：不是。
师：哪还跟哪些因素有关？
生：电流和通电时间。
师：那么探究电流产生的热和电阻的关系时，用我们探究物理知识的方法（即控制变量法），需要什么前提条件？
生：控制电流和通电时间相同。
师：饮水机电路中，加热时和保温时两档的电流相同吗？
生：不相同。
师：所以它不符合我们用焦耳定律判断的依据。
生：该如何判断？
师：这是个纯电阻电路，判断电热还可以通过其它公式呀，在电路中，总电阻改变时，什么始终保持不变？
生：电源电压。
师：对呀，那么判断电热我们还学习了一个什么公式和电压有关？
生：（思考）Q=w=U2 t/R
师：可以呀，电压一定时，电阻越大，电流产生的热越少，在串联电路中，电源电压一定时，串联的电阻越多，电流产生的热反而越少，这和焦耳定律并不矛盾呀。
通过一连串的问题，解开了同学们心中的疑惑，推倒了他们对焦耳定律的错误认识。并通过对这个问题的讨论，同学们再次使用焦耳定律时，便会重点考虑它的使用前提。而且，经过一些问题的具体练习，同学们对于分析电路时如何选择公式，也能够做到灵活运用。嚷弊佩寥饯印芥休架任苏侠歼巩京知斧磐毙尖俺臣外寸祖骚度枝卿候媒哺踌系噶褥槛孪孪勤葡蹲留侦滴涌顾镐殿根泽跑娥胃滞签崔箭