(共43张PPT)
6.3
焦耳定律
教科版
九年级上册
制作
高文超
教学目标
1.知识与技能
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。有安全用电和节约用电意识。
2.过程与方法
通过实验探究电流的热效应跟电流大小的关系，学习控制变量法，经历探究的过程。
教学目标
3.情感、态度与价值观
通过探究电流的热效应跟电阻、电流大小的关系，认识科学探究的重要性。通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有的。使学生体会到物理与生活生产的紧密联系，培养学生将物理知识主动应用于生产生活的意识。
教学重点：焦耳定律的理解。
教学难点：探究电流的热效应与电阻的关系。
新知导入
电流通过灯丝时，电能转化为内能，灯丝变得灼热而发光
新知导入
电流通过电热丝时，电能转化为内能。
新知导入
电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应（heating
effect）。
新知导入
如图所示，将钉子垂直穿过橡皮盖，选一条金属丝，两端分别绕在钉子的尖端，装好后放入玻璃瓶内。钉子之间的细金属丝就如同电灯泡的灯丝。
新知导入
钉子之间的细金属丝就如同电灯泡的灯丝。当电流通过时，金属丝迅速发热并变红，当很快就烧掉了。换用不同材质、不同粗细、不同长度的金属丝，接通电源，观察现象。
新知导入
在这短暂的时间内，你经历了发明家爱迪生发明灯泡的过程。
新知导入
我发现亮度不同的灯泡，灯丝的粗细不同。
长度相同，粗细不同的灯泡，电阻不同。
看来灯泡的热效应跟灯丝的电阻有关。
新知导入
制定计划与设计实验：自制3个如图所示的“灯泡”，其内金属丝分别选用电阻值相同的镍铬合金丝2条和电阻值不同的镍铬合金丝1条。瓶盖中间打一孔，插入带有红色液柱的玻璃管，给金属丝通电，观察玻璃管中红色液柱的上升情况，就可以比较电流通过镍铬合金丝产生的热量。
R1
R2
R1
新知导入
制定计划与设计实验：取三个“灯泡”的电阻为R1、R2和R1，我们分两步进行实验：
1.串联电路各处电流相等。将R1和R2串联，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系。
S
E
R1
R2
P
新知导入
1.将R1和R2串联，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系。
S
E
R1
R2
P
R1
R2
新知导入
1.将R1和R2串联，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系。
S
E
R1
R2
P
R1
R2
现象：串联时，电阻大的液柱上升快
新知导入
实验表明：在相同时间内，电流相同时，电阻较大比电阻较小的导体产生的热量多。
S
E
R1
R2
P
R1
R2
现象：串联时，电阻较大的液柱上升快
新知导入
2.并联支路两端电端相等。将R1和变阻器串联，再与R1并联接入电路，观察电阻相同时，产生的热量与电流大小的关系。
S
E
R1
R1
P
新知导入
2.并联支路两端电端相等。将R1和变阻器串联，再与R1并联接入电路，观察电阻相同时，产生的热量与电流大小的关系。
S
E
R1
R1
P
R1
R1
新知导入
实验现象：电阻相同时，电流大的液柱上升快。
S
E
R1
R1
P
R1
R1
2.将R1和变阻器串联，再与R1并联接入电路，观察电阻相同时，产生的热量与电流大小的关系。
新知导入
实验现象：电阻相同时，电流大的液柱上升快。
S
E
R1
R1
P
R1
R1
实验表明：在相同时间内，电阻相同时，电流较大比电流较小的导体产生的热量多。
新知导入
R1
R1
实验表明：在相同时间内，电流相同时，电阻较大比电阻较小的导体产生的热量多；电阻相同时，电流较大比电流较小的导体产生的热量多。
R1
R2
新知导入
R1
R1
从能量角度来说，电能转化为内能的过程，是用电器消耗电能做功的过程。所以，我们可以利用电功关系进行理论探究。
R1
R2
新知导入
如图所示，将R1和R2串联，接在电源上，通过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后，对这两端镍铬合金丝产生的热量就是电流所做的功。
S
E
R1
R2
P
即Q=W
电流所做的功W=UIt，
根据欧姆定律导体两端电压U=IR，所以Q=W=UIt=IR×It=I2Rt，
即电热Q=I2Rt。
新知导入
英国物理学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流通过导体产生的热量（电热）与电阻、电流、通电时间的关系。
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。这个规律叫做焦耳定律（Joule
law）。
公式表述：Q=I2Rt。
新知导入
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。这个规律叫做焦耳定律（Joule
law）。
公式表述：Q=I2Rt。
热量Q的单位：J
电流I的单位：A
电阻R的单位：Ω
时间t的单位：s
新知导入
公式表述：Q=I2Rt。
热量Q的单位是焦（J）
电流I的单位是安（A）
电阻R的单位是欧（Ω）
时间t的单位是秒（s）
焦耳（1818-1889）英国物理学家，用40多年时间做了400多次试验，研究热与功的关系，得出焦耳定律。
新知导入
在生活和生产中，许多地方要利用电热。根据电流的热效应，人们制造出电烤箱、电熨斗、电烙铁、白炽电灯等电器。
电水壶
电炉
电熨斗
新知导入
在生活和生产中，许多地方要利用电热。根据电流的热效应，人们制造出电烤箱、电熨斗、电烙铁、白炽电灯等电器。
电饭煲
电烤炉
电热孵化器
新知导入
利用电热。根据电流的热效应，人们制造出电烤箱、电熨斗、电烙铁、白炽电灯等电器。电流还用于熔化和焊接金属。
电焊接
电切割
新知导入
防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。例如在电路中，由于导线有电阻，也要产生热量，容易使导线的绝缘外皮迅速老化，甚至可能烧坏，这就需要考虑如何减少产生的热量。焦耳定律是我们解决这些问题的理论依据。
新知导入
防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。焦耳定律是我们解决这些问题的理论依据。
在各种电器的线路板中，用铜箔或银箔做导线，可减小导线电阻，避免电器温度过高。
新知导入
防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。焦耳定律是我们解决这些问题的理论依据。
输电导线常采用铝线或铜线作为芯线，是为了减小电热造成能量损耗。
新知导入
防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。焦耳定律是我们解决这些问题的理论依据。
输电导线常采用铝线或铜线作为芯线，是为了减小电热造成能量损耗。
新知讲解
例题
标有“220V
440
W”电热水器，正常工作时，通过它的电流是多少？电阻是多少?通电100s产生的热量是多少？
220V440
W
新知讲解
例题
标有“220V
440
W”电热水器，正常工作时，通过它的电流是多少？电阻是多少?通电100s产生的热量是多少？
课堂练习
1.“降落伞在空中滞留时间与什么因素有关？”属于科学探究的过程是（
）
A.提出问题
B.猜想与假设
C.设计实验、制订计划
D.进行实验、收集证据
A
课堂练习
2.“降落伞在空中滞留时间可能与降落伞面积有关”属于科学探究的过程是（
）
A.提出问题
B.猜想与假设
C.设计实验、制订计划
D.进行实验、收集证据
B
课堂练习
3.“用方格纸测算不规则的伞布面积”测量技巧属于科学探究的过程是（
）
A.提出问题
B.猜想与假设
C.设计实验、制订计划
D.进行实验、收集证据
D
课堂练习
4.“测量降落伞绳的长度”，宜选择下列规格的测量工具
（
）
A.量程为10cm,分度值为1mm
B.量程为10m,分度值为1dm
C.量程为1m,分度值为1mm
D.量程为2m,分度值为1cm
D
课堂总结
一、电流的热效应与什么因素有关
1.电流通过导体，导体发热的现象叫做电流热效应。实质：电能转化为内能。
2.实验探究：将电流产生的热量转化为液柱变化。控制电流、通电时间、电阻变量。电热与电流、电阻、通电时间有关
3.理性探究：电热器Q=UIt=IR×It=I2Rt
二、焦耳定律：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。
公式表述：Q=I2Rt。
三、电流热效应的利用与危害
利用电热加热：电热器、电焊接、电切割
防止电热危害，减小电阻，散热。
板书设计
一、电流的热效应与什么因素有关
1.电流通过导体，导体发热的现象叫做电流热效应。实质：电能转化为内能。
2.实验探究：将电流产生的热量转化为液柱变化。控制电流、通电时间、电阻变量。电热与电流、电阻、通电时间有关
3.理性探究：电热器Q=UIt=IR×It=I2Rt
二、焦耳定律：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。
公式表述：Q=I2Rt。
三、电流热效应的利用与危害
利用电热加热：电热器、电焊接、电切割
防止电热危害，减小电阻，散热。
作业布置
课外作业：测量自己鞋底的面积。
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课题
6.3
焦耳定律
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道电流的热效应。
（2）了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
（3）有安全用电和节约用电的意识。
2.过程与方法
（1）通过实验探究电流的热效应跟电阻的大小的关系，学习控制变量法，经历实验探究过程。
（2）通过理性探究电流的热效应跟电流大小的关系，认识科学探究方法的多样性。
3.情感态度与价值观
（1）
通过探究电流的热效应跟电阻、电流大小的关系，认识科学方法的重要性。
（2）通过了解电热的利用和防止，认识科学的应用价值。使学生体会物理与生活生产的紧密联系，培养学生将物理知识主动运用于生活生产的意识。
教学重点：
焦耳定律的理解。
教学难点：
通过实验探究得出电流的热效应跟电阻大小的关系。
教学用具：
粗细一样、长度不同的镍铬合金丝2条，电池，开关，导线，多媒体课件。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们可以通过有电流产生的一些现象，知道电流的存在，我们可以凭借哪些现象知道电流的存在？电流通过哪些导体会产生更多的热量呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）电流的热效应：电能转化为内能的现象。
电流通过灯泡的灯丝时，电能转化为光和热，灯丝变得灼热而发光，这是电流的热效应。给灯泡通电，灯泡的亮度不同，灯泡的亮度与什么有关呢？
学生观察不同亮度的灯泡：
（1）灯丝的粗细不同。
（2）长度相同，粗细不同的灯丝，电阻不同。
（3）灯泡的热效应跟灯丝的电阻关系。
（二）实验探究：电流的热效应跟电阻大小的关系
如图6-3-4将两条粗细一样、长度不同的镍铬合金丝（R1
、R1）串联起来，接在电源上，通过它们的电流相等。通电一段时间后，对这段两段镍铬合金丝产生的热量，你有什么猜想？
为了验证你的猜想，设计实验，比较在电流的条件下，相同时间内，两根镍铬合金丝产生的热量。
将两条粗细一样，长度不同的镍络合金丝（R1、R2）串联起来，接在电源上，通电一段时间后，这两段镍络合金丝产生的热量（Q1、Q2）猜想是什么关系？
积极思考，对各种可能提出猜想。
（1）Q1>Q2
（2）Q1（3）Q1=Q2
能否利用手边工具验证你的猜想？你打算怎样验证你的猜想？能否按步骤详细地写下你的方案？要求填写验证方案部分。老师可适当提示学生如何判断产生热量的多少，参照P95图6-3-4或图6-3-6。
要求并适当指导各小组讨论修改方案。
各小组就探究方案展开讨论。
各小组确定实验方案后，教师组织进行实验。
小组展开实验，记录下相关现象。
根据各小组实验情况，提示：
（1）两段镍铬合金丝串联，什么物理量相等？
（控制电流相等、通电时间相等）
（2）为显示产生热量的多少（Q1、Q2），要控制什么条件一样？
（3）你的什么现象说明产生热量多？
在教师的提示下，各小组进一步探究总结结论。
要求学生记录实验现象，填写验证卡。
总结实验现象，得出结论，填写验证卡。
组织各小组讨论得到小组结论，要求组内推举一位同学准备向全班汇报，全班总结交流实验结论。
小组内交流讨论，形成统一结论，并挑选出一名同学代表全组发言，各小组代表向全班汇报该组的实验结论。
教师在交流的基础上，总结结论：在电流相同的条件下，相等时间内，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。
汇总后，全班学生在教师带领下针对实验结论展开讨论，总结得出结论。
实验表明：在电流相同的条件下，相等时间内，电阻较大导体比电阻较小的导体产生的热量较多。
英国物理学家焦耳做了大量实验，与1840年最先精确确定电流通过导体产生的热量（电热）跟电流、电阻和通电时间的关系。
三、焦耳定律：电流流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。
公式：Q=
I2Rt
电热Q的单位：焦（J）
电流I的单位：安（A）
电阻R的单位：欧（Ω）
时间t的单位：秒（s）
适应范围：一切有电阻的导体产生的热。
四、电热的利用和危害的预防
实际生活和生产中，许多地方要利用电热，但也有要防止电热的，对照图6-3-6，分析它们各自是利用电热还是防止电热的，是怎样利用和防止电热的？
利用电热——加热
防止电热危害——散热或减小电阻
三、板书设计，整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1.
下列说法不正确的是（
）
A.
电能转化为内能的现象叫做电流的热效应
B.爱迪生用不同材质、不同粗细、不同长度的金属丝，当通电时，金属丝快速发热变红，很快就断了
C.
时间相同，电流相等时，电阻大的产生热量较多
D.电热器是内能转化为电能的用电器
2.
下列用电器是利用电流热效应工作的是（
）
A.
电冰箱
B.
洗衣机
C.
电饭煲
D.
电风扇
3．下列设备是利用电流热效应工作的是（
）
A.
输电导线用铝线
B.
输电线用铜线
C.
在各种电路板上用铜箔或银箔做导线
D.
养鸡场的电热孵化器
4．下列设备是利用电流热效应工作的是（
）
5．一只灯泡灯丝断了，把断了的灯丝搭在一起，下列说法正确的是（
）
A.灯泡比原来暗一些
B.灯丝电阻比原来大一些
C.灯泡的实际功率大一些
D.灯泡的实际功率小一些
参看答案：1.D；2.C；3.D；4.C；5.C.。
五、作业P93T2、T3
家庭作业：P93T4
教学反思
本节课教学与传统教学相比，学生的积极性能得到充分发挥，学生的主体地位得以凸现。教学活动始终围绕着“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”的三维教学目标展开。
教学首先从学生熟悉的家用电器开始分析，使学生有一种亲切感。传统的教学中也有实验，教材中的实验也让学生分组进行，但是教学以传授知识为目的，教学中教师已把实验的步骤设计好了，只要求学生按部就班实验，关注实验现象和结论。学生只会通过观察实验现象来记住结论，理解知识。实验只是作为理解知识的一种辅助手段，在教师的引导下，学生观察电流做功与电流大小、电压大小、时间的关系。并不知道为什么要观察、研究这些物理量。新的教学理念，不仅要求学生观察实验现象，更要求学生参与到实验的设计与探究。
焦耳定律
电热：电能转化为内能的现象。
焦耳定律：电流流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。
公式：Q=
I2Rt
电热Q的单位：焦（J）
电流I的单位：安（A）
电阻R的单位：欧（Ω）时间t的单位：秒（s）
适应范围：一切有电阻的导体产生的热。
利用电热——加热
防止电热危害——散热
减小电阻——减小电热造成的能量损耗。
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精品试卷·第
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第六章
电功率
6.3
焦耳定律
导学目标：
1.
知道电流的热效应；
2.
了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
3.
有安全用电和节约用电意识。
重点：探究电流的热效应与电阻的关系。
难点：探究电流的热效应与电阻的关系。
导学方法：实验探究法、讨论法
课
时：1课时
导学过程
课前导学
1．电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得
而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的
效应。
2．串联时，通电时间
，电流大小
，电阻大的产生的热量
。
3．在
时间内，电流
时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量
；电阻
时，电流较大的电阻比电流较小的电阻产生的热量
。
4．电流通过导体产生的热量跟电流的
成正比，跟导体的
成正比，跟通电时间成
。这个规律叫做焦耳定律。公式：
。
课堂导学
1、
电流的热效应与什么因素有关
1．电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得
而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的
效应。
2．串联时，通电时间
，电流大小
，电阻大的产生的热量
。
3．在
时间内，电流
时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量
；电阻
时，电流较大的电阻比电流较小的电阻产生的热量
。
2、
焦耳定律
4．电流通过导体产生的热量跟电流的
成正比，跟导体的
成正比，跟通电时间成
。这个规律叫做焦耳定律。公式
。
3、
电流的热效应的利用与危害
5．应用电热
；防止电热危害：
热或减小
，减小电能损耗。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1.
下列说法不正确的是（
）
A.
电能转化为内能的现象叫做电流的热效应
B.爱迪生用不同材质、不同粗细、不同长度的金属丝，当通电时，金属丝快速发热变红，很快就断了
C.
时间相同，电流相等时，电阻大的产生热量较多
D.电热器是内能转化为电能的用电器
2.
下列用电器是利用电流热效应工作的是（
）
A.
电冰箱
B.
洗衣机
C.
电饭煲
D.
电风扇
3．下列设备是利用电流热效应工作的是（
）
A.
输电导线用铝线
B.
输电线用铜线
C.
在各种电路板上用铜箔或银箔做导线
D.
养鸡场的电热孵化器
4．下列设备是利用电流热效应工作的是（
）
5．一只灯泡灯丝断了，把断了的灯丝搭在一起，下列说法正确的是（
）
A.灯泡比原来暗一些
B.灯丝电阻比原来大一些
C.灯泡的实际功率大一些
D.灯泡的实际功率小一些
参看答案：1.D；2.C；3.D；4.C；5.C.。
课后反思
参考答案：
课前导学：
1．灼热、热。2.相等、相等、多。3.
相等、相等、多；相等、多。
4．平方、电阻、正比、Q=I2Rt。
课堂导学
1．灼热、热。2.相等、相等、多。3.
相等、相等、多；相等、多。
4．平方、电阻、正比、Q=I2Rt。
5．加热、散、电阻。
课堂练习：
1.
D；2.C；3.D；4.C；5.C.。
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