第十八章 第4节 焦耳定律-【名校培优课堂】2023-2024学年九年级下册物理同步教案（人教版）

第4节 焦耳定律 设计说明 “焦耳定律”是欧姆定律的引申和发展，是能量守恒定律在电能和内能转化中的具体体现。教学中可按教材顺序，从常见的电热器入手，提出电热问题，利用演示实验使学生认识电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。给出定量式，然后用电功的公式和欧姆定律的公式推出焦耳定律的公式，进一步说明焦耳定律的正确性。 关于电热的利用和防止部分，可采用学生讨论的方式列举生活中的电热现象，哪些是利用电热，哪些电热会给人们的生活带来危害，采取哪些措施等问题，使学生对电热的利用和防止有更深入的认识. 教学过程可分为三个阶段：第一阶段认识电流的热效应；第二阶段认识焦耳定律；第三阶段了解电热的利用与防止。 教学目标 【知识与技能】 1.能通过生活实例，认识电流的热效应及其在实际中的应用与控制。 2.了解焦耳定律，会用焦耳定律进行计算，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。 【过程与方法】 通过实验，探究通电导体放出的热量与哪些因素有关。在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法。 【情感、态度和价值观】 通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。 重点难点 教学重点 研究电热与电流、电阻、通电时间的定性关系；焦耳定律的理解与应用。 教学难点 研究电热与电流、电阻、通电时间的定性关系；焦耳定律的理解与应用。 教学方法 实验探究法、控制变量法和转换法。 教具、学具 学生用：电池组一个、开关一个、滑动变阻器、不同阻值的电阻丝两根、相同密闭容器两只、U形管两只。 教师用：电池组一个、开关一个、滑动变阻器、不同阻值的电阻丝两根、相同密闭容器两只、U形管两只、各种电热器(热得快、电熨斗、电饭锅等)的图片。 授课时数 1课时 教学过程 回顾思考 1.电流做功的过程实质上是将电能转化为　　　　能的过程，例如电流通过电炉丝做功将电能转化为　　　　能。 2.用电器在一段时间内消耗的电能，可用　　　　表计量出来，也可用公式　　　　计算出来。 3.欧姆定律的公式为　　　　，推导公式为R=　　　　、U=　　　　。推导公式适用于纯电阻电路。 4.串联电路中各处电流都　　　　，用公式表示为　　　　；并联电路中各支路两端的电压　　　　，用公式表示为　　　　。 导入新课 问题导入 师：(出示白炽灯、电风扇、电饭煲，如图所示)这几种电器各有什么功能？ 生：照明、吹风、煮饭。 师：这些电器虽然功能不同，但它们有没有共同点？ (说明：学生小组讨论，请三名学生上来各拿一个电器，同时通电实验 1 min，并请他们触摸电器和电风扇的电动机部分。) 生：它们工作时都会发热。 师：对。电流通过任何电器或导体，电器和导体都会发热，这种现象叫电流的热效应。 师：这种现象中能量是怎样转化的？ 生：电能转化为内能。 师：它们产生的热量有什么不同？ 生：(讨论后)它们产生的热量有多有少。 漫画导入 爸爸根据什么道理判定小明是否看过电视？ 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。 讲授新课 一、电流的热效应 1.电流的热效应 多媒体课件展示：电熨斗、电烤箱、电炉、电烙铁等。 【交流总结】电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。 2.探究：电流产生的热量跟哪些因素有关 【提出问题】电流的热效应与哪些因素有关？ 【思考】（1）浴霸灯泡和电线串联在电路中，通过的电流相同，灯泡下面非常热，电线却不怎么热，这是为什么？（电阻不同） （2）如果将小功率的浴霸灯泡换成大功率的浴霸灯泡，灯泡下面更热，这又是为什么？（电流不同） （3）浴霸灯泡通电的时间越长，产生的热量越多，这说明了什么？（时间不同） 【猜想】影响电热大小的因素——导体的电阻、导体的电流、通电时间等。 【设计实验】 (采用控制变量法和转换法) ①如何控制电流一定时电阻的变化？(让不同阻值的两个电阻串联) ②如何控制电阻一定时电流的变化？(让两个相同的电阻串联，用另一电阻与其中一个电阻并联，则干路电流和支路电流不同) ③如何比较电流产生热的多少？(采用转换的思想，将电热转换成U形管内液面的高度差，高度差越大，表示电流产生的热量越多) 【实验记录表格】 电路图 电阻/Ω 电流/A 通电时间/min U形管液面高度差/cm =5 Ω 2 =10 Ω 2 =5 Ω 4 =10 Ω 4 =5 Ω 2 =5 Ω 2 =5 Ω 2 【进行实验】 第一次实验：把两个电阻放在密闭的空气盒中，它们产生的热对空气加热。两电阻丝串联，保证通过它们的电流相等；左边空气盒中的电阻小于右边空气盒中的电阻，观察两瓶中空气的膨胀程度，如图所示。 第二次实验：欲使其电阻一样，通过的电