初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律教学设计

这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律教学设计，共6页。教案主要包含了知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观，选择与填空，布置作业，板书设计，教学反思等内容，欢迎下载使用。

教学设计与反思
教学目标
一、知识与技能
1.知道生活中的电流热效应。
2.探究电流、电阻对发热的影响及焦耳定律的内容。
3. 知道在电流相同的条件下，电能转化为电热时的功率跟导体的电阻成正比。
二、过程与方法
1.通过实验探究电流的热效应跟电阻大小的关系，培养学生的观察、分析能力和概括能力。
2.通过电热的利用和防止知识的学习，培养学生应用物理知识解决简单问题的能力。通过实验观察，知道短路的危害。
三、情感态度与价值观
1.通过电热的利用和防止知识的学习，使学生认识到科学是有用的，激发学生学习物理和热爱科学的兴趣。
2.通过电热的利用和防止知识的学习，渗透辩证的唯物主义思想。
3.通过家庭电路事故的了解，使学生具有安全用电的意识和社会责任感。能自觉的进行和宣传安全用电。
教学重点
电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系。
教学难点
理解焦耳定律
教具选择
学生电源、导线、开关、电阻丝、烧杯、温度计、水、焦耳定律演示器、焦耳定律演示课件。
教学过程
一、创设问题情境,引入新课
引入1
播放关于电能应用的录像：
介绍生活中的电热器，如电饭锅、电热毯、电水壶、电吹风等等。
【师】这些用电器产生的热量是从哪里来的？
学生分析，这是由电能转化来的。
【师】电炉丝通过导线连入电路里，电炉丝热得发红而导线却几乎不发热，这是为什么？
提起学生思考，并提出今天的研究问题：电流通过导体产生的热量跟什么因素有关？
引入2(演示实验)
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。说明电流通过用电器时，会使用电器发热。
二、师生共同活动,进行新课
1.电流的热效应
【师】电在我们的生活中应用非常广泛，任何用电器在工作时都会发热，我们把这种现象叫做电流的热效应。在我们生活中使用的用电器中，哪些需要电流的热效应，哪些又不需要电流的热效应呢？
学生举手回答。电饭锅、电热毯、电热灭蚊器、电炒锅、电水壶都需要电流的热效应，电视机、电风扇就不需要。
【师】同学们说的很对，任何事物都有它的两面性，电热也是一样，我们要学会如何利用他的好，避免它的害。所谓知己知彼，百战百胜，我们要想利用好电热，就先要知道电流发热与那些因素有关。
2.探究电阻对发热的影响及探究电流对发热的影响
教师提出问题，同学们认为电流发热与哪些因素有关呢？
学生合理猜想：可能与电流、电压、电阻、通电时间等因素有关。教师与学生讨论，筛出一些无关的因素。
【师】同学们考虑的不错，电流发热确实与电流、电阻和通电时间有关，那么我们该如何设计实验，来验证我们的猜想呢？
学生利用控制变量法，提出方案。教师和同学一起讨论完善。
教师演示实验，利用焦耳定律演示器(把两个电阻不同的金属丝串联起来，放入装有相同量同种液体的两个烧瓶中，通电，观察烧瓶中的温度计的示数)。告诉学生演示实验器材的原理是什么？以及观察什么？
【师】当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使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。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
教师演示，并请学生上台观察，得出现象。然后教师与学生分析现象，得出进一步的结论。
结论：
(1)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。
(2)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。
(3)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。
【师】同学们现在能不能解释，电炉丝热得发红而导线却几乎不发热的原因了吗？
【生】通过电炉丝和导线的电流是一样的，但因为导线的电阻很小，所以产生的热量也很小，所以发热很少。
3.焦耳定律
【师】刚才我们探究的问题，是很久以前，英国物理学家焦耳通过大量的实验，就研究、总结出来了。因此我们把这个规律叫做焦耳定律。也可以叫做电热定律。
焦耳定律的内容：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。
计算公式：Q= I2Rt 单位：焦耳。
【师】这个公式和我们前面学的电功公式有关系吗？
学生利用公式变形，会发现W=UIt= I2Rt= Q
【师】这个等式在任何用电器使用时都一定成立吗？
学生分组讨论，一个是消耗的电能的多少，一个是产生热量的多少，如果用电器消耗的电能全部转化成了热量，那么W=Q。如果像电风扇、洗衣机这样的用电器，只有部分电能转化为了热能，这个公式就不成立了。
【师】同学们分析的很好，所以在使用这个公式的时候，要注意他的使用条件，不能死记硬背，乱搬公式。
4.焦耳定律的公式应用
【师】学以致用，下面我们一起来利用焦耳定律做做训练。
学生练习：展示下面的例题
例1：某导体的电阻是20欧。当有300毫安的电流通过时，2分钟产生的热量是多少焦？
例2：一只标有“220V 44W”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？
学生做完后，教师利用投影展示，并与学生一起讨论计算过程，探讨得失。
5.电热的利用、危害与电热的防止
学生分组阅读、讨论，电热在那些时候是有用的，那些时候是有害的？
请小组代表上台发言，其他同学补充。
完成课中的想想议议。学生充分讨论，分析。得出在应用公式解释判断问题时，必须注意条件的注意事项。
三、课堂小结
通过本节课你获得了哪些知识？
1.电流的热效应。
2.焦耳定律。
3.电热的利与弊。
四、选择与填空
1.下列各装置中，利用电流的热效应工作的是( B )
A.电动机 B.电炉了 C.电磁铁 D.发电机
2.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220V 40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是 ( C )
A.电视机 B.电风扇 C.白炽灯 D.节能灯
3.一根阻值为100Ω的电阻丝通电100S，通过的电流是2A，则电流产生的热量为 4×104 J。
4.在一些电器设备中，常采用铜而不是铝作导线，是因为同等条件下，铜导线的电阻_较小(填“较大”或“较小”)，可以减小由于 发热 造成的能量损失。
5.如图所示，电源两端的电压为6V，且保持不变，已知R1＋R2＝12Ω，当开关S1闭合、S2断开时，10s内电流通过R1产生的热量是60J；当开关S1断开、S2闭合时，电流表示数为0.6A，则电阻R3的阻值是 4 Ω。
五、布置作业
1.完成课后的《动手动脑学物理》1-6题。
2.计算：一个标有“220V，44W”的电风扇，他的电阻为2Ω，工作了10分钟。求：
(1)电风扇消耗的电能。
(2)电风扇产生的热量。
(3)电风扇的效率是多少。
六、板书设计
课题：18.4 焦耳定律
一、电流的热效应：电流通过导体时电能转化成热能。
二、焦耳定律：
内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比 。
公式：Q=I2Rt
三、电热的利用、危害和防止
七、教学反思
学生对纯电阻电路理解不透，应该多加强主方面训练和巩固。