6.3 焦耳定律 教案 -2023-2024学年教科版九年级物理上册

第六章 第3节 焦耳定律 一、教材分析 焦耳定律是本章的重点，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。 二、学情分析 九年级学生思维活跃，对物理实验较感兴趣，但遇到问题仍然不知从何下手，缺乏理性思维能力和实验设计能力，分析能力也有待提高。知识能力方面，通过前面章节的学习，学生已学习了欧姆定律，电能、电功率等相关知识，同时也具备了一定的实验操作能力，可以进行科学探究，这些都为本节课的学习提供了基础。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。 三、教学目标 1. 物理观念： 知道电流的热效应；了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象；有安全用电和节约用电的意识。 2. 科学探究与科学思维： 通过实验探究电流的热效应跟电阻大小的关系，学习控制变量法，经历实验探究过程；通过理性探究电流的热效应与电流大小的关系，认识科学探究方法的多样性。 3. 科学态度与责任： 通过探究电流的热效应跟电阻、电流大小的关系，认识科学方法的重要性；通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有用的。使学生体会物理与生活生产的密切联系，培养学生将物理知识运用到生活生产的意识。 四、重难点 重点：电流的热效应与电阻的关系。 难点：电流的热效应与电阻的关系。 五、教学方法 通过触摸感知电流的热效应；通过实验探究电流的热效应与电阻的关系；通过讨论总结电流热效应的利用与危害。 六、教具准备 PPT、电源、导线、开关、焦耳定律演示仪、电暖器。 七、设计思路亲身实践，提出问题 电流的热效应 实验探究 公式推导 小组讨论 八、教学设计 教学流程 教师活动 学生活动/师生互动 设计意图 新 课 引 入 提问： 　　(1)电暖器打开一段时间后，用手触摸，有什么感觉？为什么？ 　　(2)再触摸一下连接电暖器的导线有什么感觉？为什么？ 纠正：其实导线也有生热，只是很少。 （1）发烫，有热量产生。 （2）不热，没有热量产生。 感受电流的热效应 新 课 推 进 1.电流的热效应 展示电饭锅、电烙铁、电暖器……提问：这些用电器的能量转化你知道吗？ 这种将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 2.电流的热效应与什么因素有关？ 导线和电暖器应该是哪种连接方式？这种连接方式的电流有什么特点？ 既然电流是相等的，为什么一热一凉？ 提出问题： 电流通过导体产生的热量与什么因素有关？ 猜想与假设： 提示电路中有电压不一定就有电流，所以电压不会影响电流生热的多少。 设计实验： 我们使用焦耳定律演示仪进行实验，请大家观察并思考： （1）为了探究这些影响因素要用到什么实验探究的方法？如何实施？ （2）如何体现电流产生的热量更多？利用了什么方法？ 进行实验： （1）电流产生的热量与电阻的关系。 实验装置 数据表格 电流I/A 电阻/Ω 热量多少 闭合开关，记录数据。由此我们可以得出什么结论？ （2）电流产生的热量与电流的关系。 提问：如何实现电阻相同电流不同？ 实验装置 数据表格 电流I/A 电阻/Ω 热量多少 闭合开关，记录数据。由此我们可以得出什么结论？ （3）电流产生的热量与通电时间的关系。 提问：如何观察现象？ 根据玻璃管内液面的情况我们可以得出什么结论？ 总结： 英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确确定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系： 电流通过导体产生的热量根电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律就是焦耳定律。 公式表达：Q=I²Rt Q的单位：J I的单位：A R的单位：Ω t的单位：s 公式推导：对于纯电阻电路，试利用欧姆定律推导公式。 练习:—取暖器接在家庭电路中,正常工作时的电流为5A，工作1Omin放出的热量是多少? 讨论：电功与电热的区别 电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗?为什么？ 总结：在纯电阻电路中，电能全部转化为内能， 在非纯电阻电路中，电能不完全转化为内能， 3.电流热效应的利用与危害 展示常见一些用电器（电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳)，给这些物品进行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。 答：都是将电能转化为内能。 答：串联；电流相等。 答：可能和电压、电阻有