人教版初中物理九年级第十八章第四节18.4《焦耳定律》教学设计

18.4《焦耳定律》
【教学目标】
知识与技能
1、知道电流热效应的现象及能量的转化。
2、通过探究影响电流热效应的因素，理解焦耳定律的内容，能够利用焦耳定律公式进行简单的计算。
3、会利用焦耳定律解释一些生活中简单现象。
4、举例说出生活中利用电热的实例，了解电热的危害和防止方法。
过程与方法
通过实验探究，培养学生的实验探究的能力和理论分析的能力，体会运用控制变量法和转换法进行实验。
情感、态度与价值观
通过学习能够把所学知识应用到实际生活中去，树立学好科学文化知识为社会服务的观念。
【教学重难点】
重点： 焦耳定律、电流热效应的应用、电热的计算
难点：电热大小的影响因素的猜想和实验设计
【教学准备】或【实验准备】
多媒体课件、电阻丝(1个10欧、3个5欧的电阻丝)、密封容器(2个)、U形管(装有颜色的液体)、橡胶管、烧瓶(1个)、煤油、温度计(1个)、学生电源(12V)、开关、秒表、导线(若干)
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
复习提问(2分钟) 1．电功的大小与哪些因素有关？如何计算？?2．能说出一些用电器工作时能量的转化情况？ ?学生按要求回忆，回答。 为本节课作知识上的铺垫。
创设情景引入新课(3分钟) 电流在电路中做功，可以将电能转化为其它形式的能，如电动机、电灯发光、电视机工作……。?当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？这是什么原因？ 学生说出常见用电器工作过程中能量的转化。??电流通过导体时电能转化成内能。 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。?联系实际，引入新课。
新课教学(28分钟) 电流的热效应?投影：电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电铬铁……?这些用电器工作时有什么共同特点？?导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？说明什么？ ?一、提出问题?电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？ ?二、猜想与假设?提示：电热是电流通过电阻时产生的热量，电路中有电压不一定有电流，所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。(排除电压这个物理量)?电流通过导体产生热量的多少与________________有关。?你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？ ?三、设计实验?要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？如何比较产生热量的多少？ ?四、进行实验?展示实验装置1??观察本实验装置，思考：?1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？?2．两电阻为什么要串联？?3．如何比较电流通过电阻放出热量？?4．设计实验数据记录表格?电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。?分析实验数据，可以得到什么结论？?展示装置2??1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？?2．右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？?3．如何比较电流通过电阻放出热量？?4．设计实验数据记录表格?电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。?分析实验数据，可以得到什么结论？?对于某一个电阻，在电流一定时，通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。这个结论可以通过刚才的实验中看出来，某一根电阻丝通电时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。 ?五、分析论证，得出结论?对以上两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间。 ?学生总结：?这些用电器工作时都是把电能转化成内能。?(得出电流的热效应的概念)??电热的大小可能与导体的电阻有关。?学生结合生活实际进行猜想:?电流、电压、电阻、通电时间……?学生举例证明猜想的合理性。??学生讨论：?实验时要控制电路中的电流相等，改变电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。?可以通过加热相同物体，比较物体吸热升温的多少??学生观察实验装置讨论得出：?1．本装置研究电热与电阻的关系。?2．电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。?3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。?电流I/A ? ?R1 R2 电阻/Ω510 产生热量(多/少) ?? ?4．实验数据表格?学生根据实验数据，得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。??学生观察实验装置讨论得出：?1．本装置研究电热与电流的关系。?2．使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等(左边电流大于右边电流)。?3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。?4．实验数据表格?电阻R/Ω? ?R1R2 电流I/A?? 产生热量(多/少)?? ??学生根据实验数据，得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。?学生总结以上两个实验：电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。 ??培养学生总结问题的能力。???????由生活现象培养学生发现问题并提出问题的能力。??培养学生合理猜想，并分析猜想的合理性。学会排除不合理猜想。???培养学生利用控制变量的方法来设计实验。?????通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。?培养学生利用转换的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。?????学会设计实验数据记录表格???????会根据实验数据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论。??????????培养学生设计数据记录表格、分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。??????培养学生对实验数据综合分析能力。
焦耳定律?介绍科学家焦耳。?英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。?电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。?如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为Q=I2Rt。???例题：一电热水器电阻丝的阻值为48．4Ω，正常工作时的电流为4．55A，工作10min放出的热量为多少J? ？???练习：一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的电流为6．8A，工作10min放出的热量是多少？ ??了解焦耳在电热上的成就????学生了解焦耳定律的内容，记住公式。?????学生快速的计算本题中的电热。?Q=I2Rt=(4．55A)2×48．4Ω×600s=6×105J???学生结合欧姆定律进行计算??Q=I2Rt=(6．8A)2×32．3Ω×600s=9×105J 培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。???????利用焦耳定律进行简单计算，培养学生利用公式解决实际问题的能力，进一步熟悉公式。???培养学生利用物理知识解决实际问题的能力。
电功与电热?上题中已知电压、电流和通电时间，可以计算出取暖器消耗的电能，那么取暖器消耗的电能与电热之间有什么关系呢？通过计算我们发现电流做功与产生的电热是相等，那么用电器在工作时，电功与电热间有什么关系呢？?当电流做的功全部转化为内能时： ?由于 W=UIt，U=IR????? Q=W=I2Rt ?电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗？?电功与电热的联系与区别?1．纯电阻电路中W=Q?2．非纯电阻电路中W>Q?电热Q=I2Rt?其它形式的能W？Q ??学生计算电流做的电功(电能)?W=UIt=220V×6．8A×600s=9×105J?????学生讨论：?在前面的计算过程中利用了欧姆定律，它只能用在纯电阻电路中，用电器工作时把电能全部转化为内能。???不是的，电吹风工作时把电能转化为内能，还有一部分转化为动能。它不是一个纯电阻。电功大于电热。??? ????????加强知识的联系，培养学生系统学习的能力。????培养利用物理知识解决实际问题能力。???培养学生合作学习的能力、团队精神和交往能力。
利用焦耳定律解释现象?讨论：电炉通过导线接到电路中，导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？?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？ 学生讨论：?电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小的多，相同时间内放出热量也少。?学生讨论?这两种情况下有不同的变量，前者是在电压一定时，电阻越小，电流越大，电热与电流是平方的关系，所以电流对电热影响较大。后者的前提是在电流一定时，电阻越大，电热越多。 培养学生知识应用能力，合作学习的能力、团队精神和交往能力。??利用控制变量的方法来分析问题。通过辨析加强对焦耳定律的理解。?
电热的利用和防止?展示常见一些用电器(电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳……)，给这些用电器进行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。?电热在实际中有利用也有防止的。我们要利用辩证的态度来对待电热。 ??分成两类?利用电热的有：电熨斗、取暖器、电饭锅等。?防止电热的有：电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等 ? ??利用分类的方法来培养学生利用辩证的态度来看待问题??
总结(5分钟) 回忆本节课内容?1．电流的热效应与哪些因素有关？?2．焦耳定律?3．电功与电热的关系?4．电热的利用 防止 ??梳理本节课知识内容，学生根据问题逐个回忆本节课的内容，形成一个知识体系。?? ??利用问题引领的方法培养学生总结归纳的能力
布置作业 1．课后“动手动脑学物理”第1、2、3题?2．调查生活中还有哪些是利用电热，哪些是防止电热的措施。 ?学生按要求完成作业，对生活实际开展力所能及的调查。 巩固本课学习内容，同时增加课外调查的作业，使物理走向社会、走向生活。




鱼

虫

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