18.4焦耳定律教学设计 2024-2025学年人教版初中物理九年级全一册

课题：焦耳定律 学情分析  九年级学生经过了一年多的物理技能培养，具备了初步的实验探究能力和组织探究活动的能力，有将感性认知提升到理性认知的冲动，通过教师引导和小组合作总结出关于焦耳定律结论。通过这次教学活动，可以锻炼学生实验设计和操作能力，渗透科学物理方法教育，培养学生批判性思维。 教学目标 (1)知道电流的热效应。 (2)了解影响电流产生热量多少的因素。 (3)理解焦耳定律的内容、公式、单位、及其运用。 (4)了解电热的利用和防止。 重点难点 1、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。 2、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。  教学资源准备 多媒体课件 课时： 1课时 教学过程 一、创设情境 同学们电流在电路中做功时，可以将电能转化为其它形式的能，如电动机、电灯发光、电视机工作……。 当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？这是什么原因？ 学生回答 二、引入新课 播家用电器的图片 提问：这些用电器在工作时有什么相同点 学生回答 得出：电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能。 出示课件电炉的图片 提出问题：大家观察正在工作的电炉，导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？说明什么？ 引出实验：电流通过导体产生的热量与什么因素有关 ？ 二、猜想与假设 提示：电热是电流通过电阻时产生的热量，电路中有电压不一定有电流，所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。（排除电压这个物理量） 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？ 学生讨论结合实例进行猜想 可能与电流、电阻、通电时间有关 三、设计实验 学生小组合作探究一： 要分别研究电流通过电阻产生热量与电阻、电流的关系，需要运用到哪些实验方法？在实验中要分别保证哪些量相同，哪些量不同，如何做到？如何去反映电热的大小？ 四、进行实验： 1、探究电热与电阻的关系 两个不同的电阻串联，分别放在两个相同的容器中，容器中都放入质量初温都相同的煤油，通过煤油上升的高度来反应电热的大小。 下面同学们观看这个实验装置，问这个实验装置可以探究什么问题， 学生回答，得出结论 结论:在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。 2、探究与电流大小的关系 因为并联分流，所以可以设计并联电路，保持电阻相同，电流不同。 下面同学们观看这个实验装置，问这个实验装置可以探究什么问题， 学生回答，得出结论 结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。 3、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。 电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比。 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=I2Rt 例题：一电热水器电阻丝的阻值为48．4Ω，正常工作时的电流为4．55A，工作10min放出的热量为多少？消耗的电能是多少 Q=I2Rt=（4.55 A）2×48.4Ω×600s=6.012×105 W=UIt=IRIt=4.55 A×48.4Ω×4.55 A ×10×60s=6.012×105 提问：经过计算，我们发现电热水消耗的电能和电流通过导体产生的热量相同，那么是不是所有的用电器消耗的电能都等于产生的电热呢？ 比如一个电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗？ 学生小组合作探究二： 那什么情况下用电器消耗的电能和电流产生的电热相等呢？ 4、纯电阻电路和非纯电阻电路 纯电阻电路：电流做的功全部转化为内能 W=Q 例如：电热器，电饭煲，暖手宝等 非纯电阻电路：电能小部分转化为内能，另外的转化为其它形式的能，例如电动机，洗衣机，电风扇等。此时的W＞Q 小试牛刀： 一台直流电动机的线圈电阻为2Ω，工作时通过线圈的电流为5 A，加在它两端的电压为220V，那么电流在5min内消耗的电能和产生的热量分别为（ ） A.3.3×105 J 1.5×104J B.1.5×104J 3.3×105J C.3.3×105 J 3.3×105J D.1.5×104J 1.5×104J 小组合作探究三： 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？ 这两种情况下有不同的变量，前者是在电压一定时，电阻越小，电流越大，电热与电流是平方的关系，所以电流对电热影响较大。后者的前提是在电流一定时，电阻越大，电热越多。 5、电热的利用与防止 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……），同学们给这些用电器进行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。 学生回答：利用电热的有：电熨斗、取暖器、电饭锅等。 防止电热的有：电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等 老师总结：电热在实际中有利用也有防止的。我们要利用辩证的态度来对待电热。 课堂小结： 本节课学到了什么？学生总结 1．电流的热效应与哪些因素有关？ 2．焦耳定律 3．电功与电热的关系 4．电热的利用与防止 作业: 1．课后“动手动脑学物理”第1、2、3题 2．调查生活中还有哪些是利用电热，哪些是防止电热的措施。 板书设计： 18.4 焦耳定律 1.电流的热效应 2.探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关 3.焦耳定律 4.纯电阻电路和非纯电阻电路 5.电热的利用与防止 教学反思： 《焦耳定律》这节课，主要突出的是科学探究过程。在整个教学过程中，不仅使学生掌握了知识，而且培养了他们分析归纳、动手操作、辩证思维的能力，充分体现了以学生为主体的教学思想和从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念。             对于《焦耳定律》这节课，教材中设计了演示实验，由于实验装置比较复杂，且演示实验不能使每一位学生都动手参与，教学效果并不理想，我就决定把这个实验用课件在大屏幕上展示，由学生自己模拟动手。课件模拟过程逼真，学生很快就能自己得出“电流的热效应与导体电流、电阻、通电时间的关系”的实验结论。为了让学生明确科学研究的方法是多种多样的，再根据电流做功全部转化为内能这一条件来推导焦耳定律。在学生明确公式之后配有例题，引导学生分析解题，进一步理解焦耳定律。任何事物都是一分为二的，电热既有有利的一面要加以利用，不利的一面要加以防止。这部分内容易学，主要是进行德育渗透。 由于设计合理精心，既考虑教学内容，有分析学生实际，所以本节课教学效果很好，由于本节课内容比较贴近生活，所以学生十分乐学。 学科网（北京）股份有限公司 $$