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1、人教版九年级物理第十八章人教版九年级物理第十八章电功率电功率1人教版九年级物理第十八章人教版九年级物理第十八章焦耳定律焦耳定律(第 1 课时)教学教学设计设计【教材分析教材分析】焦耳定律是九年级物理第十八章第四节的内容，是本章的重点，是初中物理学习 的重要任务之一，是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现。教材在电功、 电功率之后安排焦耳定律，符合学生的认知规律，本节由“电流的热效应、焦耳定律 和电热的利用与防止”三部分组成，研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系， 焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。教学中，做好实验及分析实验现 象是关键。 同时，考虑到教学过程中实验时的不确
2、定因素导致难于掌控时间和教学内容太多， 我把本节内容教学设计为 2 课时，第 1 课时内容：电流的热效应和焦耳定律。本节课 的设计体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学 生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。 一、教学目标一、教学目标（一）知识与技能1能通过实例，认识电流的热效应。 2能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定 律； 3.会用焦耳定律解决实际问题和进行简单计算。（二）过程与方法体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。（三）情感态度和价值观通过对焦耳生平的学习，培养热爱科学、勇于克服困难的信念。 二
3、、教学重难点二、教学重难点重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实 验操作中各个环节应注意的问题。难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。 三、教学方法三、教学方法实验探究法 、讨论法 四、教学资源准备四、教学资源准备 多媒体课件 、焦耳定律演示器、电流表、电源、开关、导线、滑动变阻器等。五、教学过程五、教学过程教学环节教学环节教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图激趣激趣引入引入生活中的小故事：小东乘 着妈妈外出时不做作业而偷偷 看电视，妈妈回来前才关掉电 视假装做作业。然而这些被聪 明的妈妈发现了，你们知道妈 妈是怎样知道小东在家偷看电讨
4、论回答创造课堂 情景，激发 学生的兴趣 和求知欲。人教版九年级物理第十八章人教版九年级物理第十八章电功率电功率2新课新课视的吗？ 生活中，还有哪些用电器 通电后，都伴有热现象产生？ 举例说明。交流说出常见用电器工作有 热产生的实例。联系实际， 引入新课。主题主题 合作合作 学习学习一、电流的热效应一、电流的热效应 投影：电烤箱、电熨斗电饭锅、 电炉丝、电烙铁、电热水器 这些用电器工作时有什么共 同特点？ 归纳并板书：一、电流的热 效应 电流通过导体时电能转化成电流通过导体时电能转化成 内能，这种现象叫做电流的热内能，这种现象叫做电流的热 效应。效应。 思考：思考：导线和电炉丝串联， 为什么电炉
5、丝热得发红而导线 几乎不热？说明什么？ 提出问题：提出问题： 电流通过导体产生热的多 少跟什么因素有关？【研究】电热大小的影响因素 1.猜想：猜想：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？ 2设计实验设计实验 展示实验装置：实验装置实验装置讨论：讨论： 1.当大家猜想电热与多个 因素有关，实验研究时应用什 么方法去研究？ 2.2.实验时怎样来反映和比 较电流产生的热量的多少？ （提示：左右两透明密闭容 器中装有等质量的空气）演示实验（一）研究电热与演示实验（一）研究电热与 电阻大小的关系电阻大小的关系 展示实验装置 1：总结： 这些用电器工作时都是把
6、电能 转化成内能。 （得出电流的热效应的概念）提出问题结合生活实际进行猜想: 电流、电压、电阻、通电时 间举例证明猜想的合理性。学讨论得出： 1.控制变量法 2.通过空气受热膨胀程度，观 察产生热量的多少; 实 验中，通过观察两个 U 形管中 染色水柱液面高度的变化来判断 产生热量的多少。 培养学生 总结问题的 能力。由生活现 象培养学生 发现并提出 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。培养学生 利用转换法 把不易观察 的量转换为 易观察的现 象。人教版九年级物理第十八章人教版九年级物理第十八章电功率电功率
7、3观 察本实验装置，讨论： 1应控制哪几因素相同？ 2两电阻为什么要串联？ 电路接通，进行实验，观察 U 形管中液柱的上升情况。 分析实验现象可以得到什么 结论？论？ 演示实验演示实验 ：研究电热：研究电热 与电流大小的关系与电流大小的关系 展示装置 2：观察本实验装置，讨论： 1应控制哪几因素相同？ 2右边电阻上为什么要再 并联一个电阻？电路接通，进行实验，观察 U 形管中液柱的上升情况。 分析实验现象，可以得到什 么结论？对于某一个电阻，在电流和在电流和 电阻相同的情况下，通电时间电阻相同的情况下，通电时间 越长，这个电阻产生的热量越越长，这个电阻产生的热量越 多。多。这个结论可以通过刚才
8、的 实验中看出来，某一个电阻通 电时间越长，液柱上升越高， 说明放出热量越多。 3、分析论证，得出结论、分析论证，得出结论 对以上两个实验进行总结： 电流通过导体产生热量多少与 电流、电阻和通电时间的关系。观察装置讨论得出： 1实验时要控制电路中的电 流和通电时间相同，改变电阻。 2电阻串联，可以使流过两 个电阻的电流和通电时间相同。观察记录现象根据实验现象，得出结论：在 电流和通电时间相同时，电阻越 大，这个电阻产生的热量越多。学生观察实验装置讨论得出： 1实验时要控制电阻和通电时 间相等，改变电流。 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）。观察记
9、录现象根据实验现象得出结论：在电 阻和通电时间相同时，电流越大， 这个电阻产生的热量越多。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，这个电阻产生热量越多。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。会根据实 验现象得出 结论，利用 控制变量法 准确的描述 结论。培养学生 分析实验、 总结实验、 描述实验结 论的能力。培养学生 综合分析归 纳的能力。培养学生人教版九年级物理第十八章人教版九年级物理第十八章电功率电功率4二、焦耳定律二、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
10、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。 【自学讨论自学讨论】焦耳定律的有关焦耳定律的有关 内容内容 电流通过导体产生的热量跟 电流的二次方二次方成正比，跟电阻电阻 成正比，跟通电时间通电时间成正。 （板书） 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=I 2Rt。（板书）强调：强调：电流对电热大小的影 响更显著。 理论推导焦耳定律理论推导焦耳定律 当电流做的功全部转化为内 能时： Q = W 由于 W =UIt，U=IR 得 Q =W =I 2Rt （板书） 【电功与电热的关系电功与电热的关系】 请比较电炉与电风扇
11、的的工 作特点（课件出示）电功与电热的联系与区别 1纯电阻电路中Q =W 2非纯电阻电路中Q：研究电热与电阻大小的关系 (1) 如图 18.4-2 所示,将两个容器中的电阻丝 联的目的是: (2)闭合开关通电一定时间后，发现 瓶中的液面升高 。实验表明：在 相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越 。演示：研究电热与电流大小的关系 (1) 如图 18.4-3 所示,在 瓶外并并联一个电阻丝的目的是: (2)闭合开关通电一定时间后，发现 瓶中的液面升高 ，实验表明，在 相同的情况下，电流越大，这个电阻产生的热量越 。 刚才观察：刚才观察：在电阻和电流不变的情况下，通电时间加长, U 形管中液
12、体的液面是如何变化的？ 这表明，在电阻和电流不变的情况下， 。 4、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律叫做焦耳定律焦耳定律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位 符号 意义 单位 符号 意义 单位 Q - - R - - I - - t - - 理论推导焦耳定律表达式：理论推导焦耳定律表达式：电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化为其他 形式能量，那么，电流产生的热量 Q 和消耗的电能 W 的关系是 Q W,即 Q= = = 。 （在实际问题中主要涉及电炉，电饭锅，电热水器，电烤箱，电热水壶等有关热量计算中可用上 述计算公式）怎样比较电流 产生电热的多少?人教版九年级物理第十八章人教版九年级物理第十八章电功率电功率75、运用焦耳定律解释课前提问：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为 什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？。6、例题：一根 60 的电阻丝接在 36V 的电源上，在 5 分钟内产生多少热量？教师引导、学生归纳小结：教师引导、学生归纳小结： 你本节课学到了哪些知识？【过关检测过关检测】 1、某导体的电阻是 2，通过 2 的电流时，1min 产生多少焦耳的热量？2.标有“220V 40W”电热器安装在 220V 的电路中，工作 100s 后，所消耗的电能是 J， 通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。
