18.4焦耳定律 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

焦耳定律 一、教学目标 1.物理观念 ①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； ②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。 2.科学思维 通过探究过程，进一步体会科学探究方法。 3.科学探究 培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力。 4.科学态度与责任 在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。 二、教学重难点 教学重点：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。 教学难点：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。。 四、教学过程 活动1【导入】18.4焦耳定律 小明同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是用手一摸电视机后盖后就发现，小明刚看过电视。 你知道小明的父亲是根据什么道理来判断的吗？下面我们来学习本节课。 活动2【活动】电流的热效应 1、电流的热效应 电流通过导体时，电能要转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 问：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热?换句话说，电流通过导体时产生的热的多少与什么因素有关呢?(下面我们进行探究） 2、探究：电流通过导体产生的热，跟哪些因素有关（观看演示视频，学生总结得出结论） ①电阻对电热的影响：两个容器中的电阻丝串联，通过它们的电流相等。通电一定时间后，U型管右侧液面高。实验表明，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。 ②电流对电热的影响：右侧容器中的电阻丝并联，通过它们的总电流与左侧容器中电阻丝通过的电流相同。通电一定时间后，U型管左侧液面高。实验表明，在电阻相同，通电时间相同的情况下，电流越大，这个电阻产生的热量越多。 ③通电时间对电热的影响:以②中左侧容器为例，在电流、电阻一定的情况下，通电时间越长，U型管左侧液面越高。实验表明，在电流相同，电阻相同的情况下，通电时间越大，这个电阻产生的热量越多。 3、解释：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热? 活动3【活动】焦耳定律 二、焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系： 1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2、公式：Q=I2Rt。 公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。 3、适用范围：任何电阻不为零的用电器，都能用焦耳定律计算它产生的电热。 4、电热Q与电能W的关系 （1）纯电阻电路中，Q=W。 （2）非纯电阻电路中，Q<W 活动4【活动】电热的利用和防止 三、电热的利用和防止 1、电热的利用 凡是加热的装置都利用了电热。请大家举一些例子说明。 如：家里的电热水器、电饭锅、电熨斗和养鸡场的电热孵化器。 2、电热的防止 不是想把电能转化为热能，而是想转化为机械能、化学能等装置的用电器都需要防止电热的产生。如：电视机的散热窗、电动机的散热风扇等。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$