沪粤版物理九年级上册 15.4探究焦耳定律 教学设计(2课时）

15.4探究焦耳定律
一、教学目标?
（一）知识与技能?
1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。?
2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。?
3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。?
4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。?
（二）过程与方法?
通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。??
（三）情感态度与价值观??
通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。?
三、重点与难点：?
重点：区别并掌握电功和电热的计算。?
难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
四、课时安排：3课时
第一课时
一、教学过程
（一）复习回顾
1、电能和电功
2、电功率P=W/t=UI
（二）新课引入
1、过塑机，我们去过塑时，工作人员打开开关后总是说等一下它预热，等一段时间后它会发热。
2、微波炉为什么那么高温呢？假设一张纸在它上面会怎么样呢
3、灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？
4、电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？
3、电流热效应：在物理学中，是指电流通过导体，导体会发热的现象。
（三）教学内容
通电导体放出的热量跟哪些因素有关
活动一：探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关（方法：控制变量法）
（1）
探究导体产生的热量跟电阻的关系
a、
设计实验电路图
b、
连接串联电路，进行实验
介绍如图15-10的实验装置，在两个相同的烧瓶中装等量煤油，瓶中各装一根电阻丝，R1和R2分别为5Ω和10Ω，然后串联起来。
c、
通电前，先记下瓶中煤油的初始温度t0
d、
通电后，电流通过电阻丝产生热量，煤油的比热容相同，那么，相同时间内，煤油的温度越高，电流产生的热量越多。
e、
每经过相同时间（如1min），就读出两支温度计的示数，并将数据填写在表中。
f、
实验数据分析，得出结论：
当电流一定时，导体的电阻越大，产生的热量就
。
（2）
探究导体产生的热量跟电流的关系
a、选用实验器材：滑动变阻器、电流表、开关、电源、乙瓶的电阻丝，并设计出如图15-12所示的电路图
b、不合理，因为探究电路热量和电流的关系，前提是电阻一定时，应该改变实验设计，在乙瓶上并多一个电阻丝，与其并联，如图：
那么甲瓶为干路，乙瓶为支路，干路电流大于支路。
c、分析实验，得出结论：
当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量
。
（3）
探究导体产生的热量跟通电时间的关系
a、在实验器材的基础上加多一个钟表看时间。
b、通电过程中，发现电路中的电流表示数保持稳定，电阻也没有改变。但温度计示数改变
c、分析数据，得出结论：
当导体电阻和通过导体的电流保持不变时，通电时间越长，产生的热量越多。
二、课堂练习
为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图23所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度．
(1)实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了
控制
相同；
(2)绐图中的装置通电一段时间后，切断电源．根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到的
，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系．
三、教学反思
第二课时
一、教学过程
（一）焦耳定律
1、定义：英国学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定：
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，这个规律叫做焦耳定律。??
2、公式表示：Q=I2Rt?
公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）
在一定的条件下，根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式
如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所作的功全部用来产生热量那么，
电流产生的热量Q就等于电流做的功W，
即Q=W.?
W=UIt，根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt，
3、在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多
在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多，进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多
4、例题?
某电热器接在220V的电源上，其电阻是100Ω，则通电8min能产生多少热量？
（二）电流热效应的应用与控制
1、有一些用电器是利用电流的热效应来工作。
2、电流的热效应也会使有些电器温度过高而影响正常工作，有时甚至还会形成火灾。这些用电器为了避免因温度过高而影响正常工作，采取了散热措施。
电热毯
电炉子
电熨斗
二、课堂练习
1、一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量.??
解：
I=U/R=36V/60Ω=0.6A?
Q＝I2Rt＝(0.6A)2×60Ω×300s＝6480J??
?
三、教学反思