【核心素养目标】18.4焦耳定律2023-2024学年人教版物理九年级上学期

18.4焦耳定律
一、教学目标
1.物理观念
①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；
②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。
2.科学思维
通过探究过程，进一步体会科学探究方法。
3.科学探究
培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力。
4.科学态度与责任
在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
二、教学重难点
教学重点：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。
教学难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
三、教学分析
焦耳定律是九年级物理第十八章第四节的内容，是本章的重点，是初中物理学习的重要任务之一，是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现。教材在电功、电功率之后安排焦耳定律，符合学生的认知规律，本节由“电流的热效应、焦耳定律和电热的利用与防止”三部分组成，研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系，焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。教学中，做好实验及分析实验现象是关键。同时，考虑到教学过程中实验时的不确定因素导致难于掌控时间和教学内容太多，我把本节内容教学设计为2课时，第1课时内容：电流的热效应和焦耳定律。本节课的设计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。。
四、教学过程
环节一：新课导入
采用生活经验进行导入，在上课时老师出示几种电器(电饭锅、白炽灯、电风扇等发热的电器)，让学生触摸电器，学生会感觉电器工作一段时间后会发热，进而引到本节课所学习的内容电流的热效应，焦耳定律。
环节二：新课探究
通过导入的现象，进而提出另一个问题，通过对比三种不电器的温度，可知电器产生的热量不同，那产生的热量跟哪些因素有关呢 让学生们畅所欲言，同时老师进行适时地引导，最后猜想可能与时间、电流、电压、电阻有关
演示实验：出示动画演示三个小实验：
1.将两只瓶内装有不同电阻丝的烧瓶串联在一起(R 1>R2)，烧瓶中装有定量煤油，同时通以电流，先让学生猜想实验现象，然后进行实验并观察现象，提醒同学观察煤油柱的上升情况，然后引导学生分析产生这个实验现象的原因，找出两个瓶中的电阻丝的相同量及不同量，得出第一个实验结论：通过的电流和通电时间一样，电阻越大，产生的热量越多;
2.在上述实验装置中，改变滑动变阻器连入电路的阻值，即改变电阻丝中电流的大小，引导学生观察煤油柱上升高度的变化，通过实验现象的分析，得出结论：通过的时间和电阻不变时，通过电路电流越大，产生的热量越多;
3.用同一个电阻丝做实验，分别进行两次实验，分别通电不同时间，对比煤油柱上升高度，同样的找出相同量及不同量，得出第三个结论：通过电路的电流和电阻不变，通电时间越长，产生的热量越多。
通过以上三个实验，和学生共同得出最后的实验总结：
在电流、通电时间不变时，电阻越大，电流产生的热量越多;
在电阻、通电时间不变时，电流越大，电流产生的热量越多;
在通电电流和电阻不变时，通电时间越长，电流产生的热量越多。
进而归纳总结出焦耳定律：
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
公式：Q=I2Rt
环节三：巩固练习
针对公式，进行适当的变形，由欧姆定律U=IR以及热功率P=W/t得出功率公式有两个，P=UI ,P=I R让学生试着自己分析两个公式的异同，知道对纯电阻电路和非纯电阻电路中两个公式什么时候是等效的，再又老师一起总结。
环节四：小结作业
总结概括本节课的主要知识点：焦耳定律的概念以及公式，以及热功率两种不同表达方式的区别和联系，同时留书后练习题巩固本节所学内容。