第十八章 第4节 焦耳定律（教案）-【木牍教育·课时A计划】2023春九年级下册物理（人教版）安徽

第4节　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的简单现象。 4.举例说出生活中利用电热的实例,了解电热的危害和防治方法。 【过程与方法】 1.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。 2.通过观察实验现象,激发学生思考。 【情感·态度·价值观】 1.会解释生活中一些电热现象,通过学习电热的利用与防止,学会辩证地看待问题。 2.通过讨论和交流,培养合作学习的态度和意识。 ◇教学重难点◇ 【教学重点】 1.焦耳定律、电流热效应的应用、电热的计算。 2.对焦耳定律的理解及用焦耳定律的知识来解释生活中的现象,分析相关的问题。 【教学难点】 1.电热大小的影响因素的猜想和实验设计。 2.组织指导学生在探究过程中认真观察、分析,并得出正确结论。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 2022年的第一场大雪之后,一些地方的电线上结了厚厚的冰,给人们的生活带来了很多不便,也造成一定的经济损失。为此,科技人员研究出“直流融冰”技术,使冰熔化,避免了巨大的经济损失。你知道这种融冰技术的原理吗? 二、教学步骤 探究点1　电流的热效应 [阅读课本]P99“生活中……通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。” [思考]电饭锅通电后发热用来煮饭,手机长时间使用也会发热,你还能列举哪些用电器通电后发热的例子? [提示]电水壶通电后会发热,电动机工作时会发热,电脑工作时会发热等。 [习题]下列用电器不属于电热器的是 (　　) A.电暖气　　B.电炉 C.电脑　　D.电熨雨 [分析]电暖器、电炉、电熨斗都是将电能转化为内能的用电器,电脑主要是将电能转化为光能和声能的用电器。 [答案]C [归纳提升]电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。 [思考]导线和电炉丝串联接入电路中,为什么电炉丝热得发红而导线并不是很热?产生这种现象的影响因素有哪些? [提示]电热的大小可能与导体的电阻有关。 [思考]当电路短路时,为什么会发热烧毁导线呢? [提示]电热的大小可能与电流的大小有关,电路短路时,电流很大,所以会发热烧毁导线。 [思考]为什么手机用时间久了才会感觉到发热呢? [提示]电热的大小可能与通电的时间有关。 [思考]阅读P99“图18.4⁃2”这个实验设计控制了哪些物理量相同,改变了哪个物理量呢? [提示]两电阻丝串联,控制了电流和通电时间相同,改变的是电阻大小。 [思考]该实验是如何比较两个导体产生的热量?采用的是什么方法? [提示]通过比较U形管中液面高度的变化来比较导体产生热量的多少。U形管液面高度的变化反映了密闭容器中空气温度的变化,即电阻丝产生热量的多少。实验采用的是“转换法”。 [思考]这一实验现象说明了什么? [小结论]在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。 [习题]如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置,两个透明容器中封闭着等量的空气,电路正确连接后,通电进行实验的过程中,下列说法正确的是(　　) A.左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大 B.U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少 C.要保持两个电阻丝两端电压相等 D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同 [分析]两个阻值不同的电阻丝串联,通过电阻丝的电流相同,即左边容器电阻丝中的电流等于右边容器电阻丝中的电流;由实验装置可知,电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀,从而导致U形管中的液面发生变化,虽然产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管液面高度差的变化来判断;此装置用来探究电流产生的热量与电阻的关系,故需要保持两个电阻丝两端电流相等;两电阻丝串联,电流相同,根据Q=I2Rt可知,由于题图中右边容器的电阻丝阻值较大,在相同时间内,电流在右侧容器中产生的热量较多,B管液面上升得高。 [答案]B [思考]阅读P100“图18.4⁃3”右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝? [提示]两个电阻丝的阻值相同,右边的电阻丝并上一个相同的电阻丝后,通过该电阻丝的电流变小了,这样设计的目的是改变通过右边电阻丝的电流。这个实验设计是探究产生的热量与电流的关系。 [思考]哪边液面差明显?是电流大的还是电流小的产生的热量多?可以得到什么结论? [提示]通过右边的电阻丝的电流小,液面低,说明右边产生的热量少。 [结论]在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。 [思考]如何探究产生热量的多少与通电时间的关系呢? [提示]电路中只接入一根电阻丝,第一次通电5 s,