沪粤版九年级物理15.4 探究焦耳定律-教案设计

《15.4
探究焦耳定律》
一、教学目标
（一）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。
（二）过程与方法
知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法。
（三）情感态度与价值观
通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学，勇于克服困难的信念。
二、教学重难点
（一）教学重点：
1、电阻概念的建立。
2、通过实验探究，认识决定导体电阻大小的因素。
（二）教学难点：
通过实验探究，认识电阻大小与哪些因素有关。
三、教学过程
新课导入：
(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？
(2)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？
学生回答：发烫.是电流的热效应。
新课讲解：
通电导体放出的热量跟哪些因素有关
活动
探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关
（1）介绍实验装置，告诉学生RA＞RB，RB＝RC，通电后，IA＝IB，IB＜IC（从电流表的示数可知道I的数值）。
（2）问：该实验的目的是什么？（研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关）
（3）问：该实验的原理是什么？观察什么？向学生讲述：当电流通过电阻丝A、B、C时，电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀
，瓶塞
上面原来一样高的液柱就会逐渐上升，电流产生的热量越多，液面就会上升得越高．我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
（4）教师演示实验，记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情
况：hC＞hA＞hB。
（5）分析：
问
：
比较A、B两瓶，什么相同？（I、t相同），什么不同？（R不同，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度
不同，hA＞hB），说明什么？
引导学生回答：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。
问：比较B、C两瓶，同上问（略）。
引导学生回答：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，教师指出：进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比。
问：上述实验中，若通电时间越长，瓶中煤油上升得将会怎样？（学生回答：越高）
引导学生回答：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。
焦耳定律
师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。
（1）①内容：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。
②公式：Q＝I2Rt
。
③单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定律是实验定律，在此可向学生讲一些焦耳的故事，以激发学生勤奋学习，不怕困难，勇于攀登的精神。
（2）根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。
若电流做的功全部用来产生热量即Q＝W，
又∵W＝UIt，
根据欧
姆定律U＝IR，
∴Q＝W＝UIt＝I2Rt。
（3）指出：焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt来计算热量。
（4）例题：
一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？
说明
1.研究焦耳定律的实验是把课本上的1、2两次实验同时进行。闭合开关后，让学生同时观察三个瓶里玻璃管中煤油液面升高的情况（在课前就把实验电路连好），这样，可以把更多的时间花在分析实验，引出焦耳定律及运用焦耳定律上。
2.Q＝W只对纯电阻电路（如灯泡、
电炉等）适用，对非纯电阻电路（如含电动机的电路）不适用，这一点要向学生交等清楚。
电流热效应的应用与控制
（1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例。
（2）列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施。
四、教学反思
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