人教版九年级物理教案：18.4焦耳定律

第十八章《电功率》
第四节《焦耳定律》教学设计
教 学 目 标 知识与技能 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.3、知道利用和防止电热的场合和方法;
过程与方法 1知道等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用2.学会从物理现象中归纳简单的物理规律. 3.通过观察和实验，了解焦耳定律的内容，学习用科学探究的方法研究物理问题.培养学生应用物理知识解决简单问题的能力.
情感态度 与价值观 1. 通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心.2.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识. 3.培养学生的综合学习能力，激发学生的求知欲.
教学重点 电流的热效应跟电阻、电流和时间的关系的探究.
教学难点 组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确的结论.
教学方法 观察法、实验法、阅读法。
教具与媒体 多媒体、学生电源、导线、开关、滑动变阻器、电阻丝、烧瓶、温度计、水、多媒体课件等.
教学程序及内容 教 师 活 动 学 生 活 动 设计意图
一、创设情境，引入新课 二、新课教学 1、电流的热效应 2.探究电流产生的热量跟哪些因素有关 （1）探究电流产生的热量跟电阻的关系； （2）探究电流产生的热量跟电流的关系； （3）探究电流产生的热量跟通电时间的关系； 3.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 焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。 4、电热的利用和防止 引入新课生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。 【进行新课】一、电流的热效应播放视频，提出问题：电阻丝通电时会产生什么现象？ 说明电流在工作过程中消耗的电能转化成什么能了？教师总结板书： 一、电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能，我们把这种现象叫做电流的热效应。.拓展：电流的热效应是一种普遍现象；电流还有另外两种效应：化学效应，如电解；磁效应，如电磁铁等.在研究电流的热效应时，有个问题值得我们思考：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝很快地热得发红，而与之相连的导线却几乎不热？换句话说，电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？引导学生设计实验：由于影响电热大小的因素有多个，所以必须采用控制变量法，才能探究某一因素对电热的具体影响.例如，探究电阻大小对电热的影响时，必须控制电流和通电时间相同，当两电阻丝串联时，可以绝对保证电流大小和通电时间相同. 由于实验中电流在导体上产生的热量无法直接观察，故采用转化法，把放出热量的多少转化为能直接观察的U形管中液面高度的变化.通电后电流在电阻丝上产生的热量越多，U形管中液面高度的变化越高，就可以定性比较电流产生热量的多少了.演示实验1：把两个电阻不同的金属丝串联起来，放入装有相同空气的两个密封容器中，通电一定时间后，观察比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？.可得出电流产生热量的多少与什么因素有关？板书：二、在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；演示实验2：两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。通电时间相同的情况下，观察比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？.可得出电流产生热量的多少与什么因素有关？ 板书：在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越多.演示实验3：加热不同时间，比较其中任意一个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？.可得出电流产生热量的多少与什么因素有关？板书：在电阻、通过的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多.2.焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定了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，跟通电时间成正比的结论，这与我们刚才得出的电热与电流、电阻的关系是一致的，于是人们为了记住他，把这个规律叫做焦耳定律. 公式：Q=I2Rt. 单位：电流I——安培（A），电阻R——欧姆（Ω）,时间t——秒（s），热量Q——焦耳（J）. 教师总结：运用焦耳定律计算电热时应注意： （1）焦耳定律公式Q=I2Rt,是由实验总结出来，只要有电流通过导体，都可以用它来计算所产生的热量. （2）公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的，也是对应于同一状态的. 想想议议：额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?1、一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量? 电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体. 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 学生讨论、回答 使物理内容和生活联系起来。体现物理来自生活的学科特点 让学生从感官上了解电流的热效应 培养学生的观察、分析、总结能力。 激发学生学习兴趣，培养学生分析总结能力，让学生体验到物理知识来源于生活，并认识到学习方法的重要性。 培养学生理解和记忆能力。 培养学生分析总结能力 学以致用，培养学生的独立解题能力并增强他们的团队意识和集体荣誉感。 让学生体验到物理知识来源于生活，并应用于生活，认识到学习物理的重要性。
观看视频，思考老师提出的问题并回答。 学生通过观察通电的电炉和相连的导线.进行分析思考，讨论回答问题。 （1）学生讨论猜想：（2）设计实验:(采用控制变量的方法)①如何控制电流一定，改变电阻？ ②如何控制电阻一定，改变电流？③如何比较电流产生热量的多少？（转换法） （3）进行实验观察比较两个U形管中液面高度的变化，回答问题分析结论：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多. 观察比较两个U形管中液面高度的变化，回答问题 分析结论：在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越多. 分析结论：在电阻、通过的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多.因为空气的比热容小，吸收相同的热量，温度变化明显，从而使实验现象明显，另外空气不导电，还能防止漏电. 讨论回答：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝很快地热得发红，而与之相连的导线却几乎不热？ 学生讨论、回答 完成例题练习. 举例: 电热的利用和防止。
三、课堂小结 学生小结本节课的收获 加深印象
布置作业 完成课本102页1、2、3、三题；2、课时练两页。 认真思考，完成练习。 复习、巩固知识。
五、教学后记
板书设计：




PAGE



6