《焦耳定律》名師教案

第十八章電功率

18.4焦耳定律教學(xué)設(shè)計(jì)

單位青海省西寧市虎臺(tái)中學(xué)姓名李振起課時(shí)1課時(shí)

核心素養(yǎng)通過推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推

理能力；體會(huì)物理科學(xué)探究的過程和方法，培養(yǎng)合作意識(shí)和創(chuàng)新

能力。

教材分析焦耳定律是電學(xué)兩大定律之一，在整個(gè)初、高中物理學(xué)習(xí)中

都有著很重要的承上啟下作用，它是能量守恒定律在電熱轉(zhuǎn)換中

的具體體現(xiàn)，是對(duì)電能、電功率的應(yīng)用總結(jié)和進(jìn)一步延伸，也為

后面章節(jié)認(rèn)識(shí)安全用電打下了理論基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既滿足了

學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。電熱很貼近生活，與

生活息息相關(guān)，學(xué)好本節(jié)課的內(nèi)容可以解決生活中遇到的許多實(shí)

際問題，這也充分體現(xiàn)了物理學(xué)科“從生活走向物理，從物理走向

社會(huì)”的學(xué)科教育理念。

學(xué)情分析心理方面，九年級(jí)學(xué)生思維活躍，求知欲強(qiáng)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)較

感興趣，但遇到問題仍然不知從何下手，缺乏理性思維能力和實(shí)

驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，分析能力也有待提高，尤其面臨中考升學(xué)壓力很大，

身心疲憊。

知識(shí)能力方面，通過前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已學(xué)習(xí)了歐姆定

律，電能、電功率等相關(guān)知識(shí)，同時(shí)也具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能

力，可以進(jìn)行科學(xué)探究，這些都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)。

教學(xué)目標(biāo)1．能通過實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。

2．能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出電熱的多少與電流、電阻和通電時(shí)間有

關(guān)，知道焦耳定律。

3．會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算，會(huì)利用焦耳定律解釋生活中的電熱利

用與防治。

學(xué)法指導(dǎo)歸納法、實(shí)驗(yàn)探究法、講授法

教學(xué)重難點(diǎn)多媒體課件、學(xué)生電源、火柴、電阻、電路演示板等。

教學(xué)過程設(shè)計(jì)

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教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)目的

登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)完成本節(jié)課的預(yù)習(xí)了解本節(jié)課內(nèi)容，

任務(wù)，反饋預(yù)習(xí)情況發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，針對(duì)

性聽課

創(chuàng)設(shè)情境，引入新課創(chuàng)設(shè)情景，激

我們?cè)陔妼W(xué)方面已經(jīng)學(xué)習(xí)了電壓、學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)學(xué)生的興趣和

電流、電阻、電功、電功率等相關(guān)物理并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。求知欲。

知識(shí)，今天我們展開更深入的學(xué)習(xí)，我

們先來一起做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)

觀察實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)具有一定通過一系列

的危險(xiǎn)性，請(qǐng)同學(xué)們的追問，提高學(xué)生

不要模仿。的學(xué)習(xí)興趣和課

堂參與度，同時(shí)讓

（活動(dòng)1）實(shí)驗(yàn)

學(xué)生盡快融入課

你看到了什么現(xiàn)象？

1.火柴點(diǎn)燃堂教學(xué)。

2.一支點(diǎn)燃，一

直未點(diǎn)燃

電阻溫度很高，

火柴點(diǎn)燃說明了什么問題？

很熱，電流具有熱效

應(yīng)。

一支點(diǎn)燃，一直未點(diǎn)燃，說明能說

一支點(diǎn)燃，一直

明什么？

未點(diǎn)燃說明，產(chǎn)熱的

多少是不同的！通過小實(shí)驗(yàn)

產(chǎn)熱的多少跟觀察到的現(xiàn)象，讓

我們能提出什么探究問題？

什么因素有關(guān)？學(xué)生自主提出探

究問題。

這就是今天我們要學(xué)習(xí)的焦耳定

律內(nèi)容。

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新課教學(xué)

一、電流的熱效應(yīng)理論上理解電培養(yǎng)學(xué)生總

電流通過導(dǎo)體時(shí),電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能流的熱效應(yīng)。結(jié)能力（得出電流

的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。的熱效應(yīng)）。

板書：18.4焦耳定律記錄學(xué)習(xí)筆讓學(xué)生更深

1.電流流過導(dǎo)體，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能記。入的理解物理概

的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。念

2.探究電熱跟什么因素有關(guān)？提出探究問題由生活現(xiàn)象

培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問

題、提出問題的能

力。

二、探究電熱與什么因素有關(guān)

學(xué)生思考。自主培養(yǎng)提出問

1.提出問題產(chǎn)生問題。題的能力。

電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟

什么因素有關(guān)?

2.猜想與假設(shè)學(xué)生結(jié)合所學(xué)培養(yǎng)學(xué)生合

剛才我們提出了探究問題，請(qǐng)同學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)情境，交理猜想，并分析猜

們分組討論，大膽猜想與假設(shè)電熱可能流猜想:電流、電壓、想的合理性。學(xué)會(huì)

跟什么因素有關(guān)？電阻、通電時(shí)間等。排除不合理猜

提示：電壓是形成電流的原因，對(duì)想。

于同一段導(dǎo)體，電壓越大，電流越大。

（優(yōu)教提示：請(qǐng)打開素材“演示視頻：

焦耳定律（二）”）

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

電熱可能跟這些因素有關(guān)，如何設(shè)學(xué)生討論，思考培養(yǎng)學(xué)生利

計(jì)實(shí)驗(yàn)探究Q與R關(guān)系？交流實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)電用控制變量法設(shè)

板書：（1）探究Q與R關(guān)系？路。計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

請(qǐng)同學(xué)們分組設(shè)計(jì)并交流實(shí)驗(yàn)電串聯(lián)電流相同，一系列的追

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路圖。通電時(shí)間也相同，電問，讓學(xué)生真正參

為什么要這樣設(shè)計(jì)電路？阻不同。與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

這是什么探究方法？控制變量法。過程中。

學(xué)生分組討論引導(dǎo)學(xué)生自

交流實(shí)驗(yàn)中比較電主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

熱的方案。

電熱的多少怎么比較？學(xué)生回答：電阻通過分析實(shí)

發(fā)熱后，空氣受熱膨驗(yàn)裝置的合理性

脹，兩個(gè)U形管中來培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)

液面出現(xiàn)高度差，比計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，再

較高度差反映電熱次理解轉(zhuǎn)換

的多少。法。

這叫什么方法？轉(zhuǎn)換法。

由于路途遙遠(yuǎn)，我沒有帶易碎的U學(xué)生立即明白，利用現(xiàn)代技

形管，但我?guī)Я艘恍╇妼W(xué)元件和測(cè)溫可以直接測(cè)量電阻術(shù)手段，提高教學(xué)

槍，要探究Q與R關(guān)系，我們?cè)撛趺吹臏囟?。效率，減輕學(xué)習(xí)負(fù)

做？擔(dān)，讓課堂氛圍更

教師展示測(cè)溫儀，并使用測(cè)溫儀測(cè)加活躍。

學(xué)生的額頭溫度。

及時(shí)對(duì)學(xué)生

的觀點(diǎn)給予高度

初溫可能不同，怎么辦？學(xué)生思考后回評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的

同學(xué)們的思路非常好，老師很贊賞答：比較升到的溫學(xué)習(xí)自信心。

你們。度

下面我們一起按照我們的思路進(jìn)學(xué)生參與課堂，讓更多的學(xué)

行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)兩位同學(xué)幫我完成實(shí)驗(yàn)。參與實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)生參與課堂。

這是老師已經(jīng)連接好的電路，教師數(shù)據(jù)。

與學(xué)生一起演示實(shí)驗(yàn)，讀數(shù)并由學(xué)生填

寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：培養(yǎng)學(xué)生設(shè)

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計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)

驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)、描

學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能

數(shù)據(jù)得出結(jié)論：在電力。

流和通電時(shí)間相同會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)

時(shí)，電阻越大，電流數(shù)據(jù)得出結(jié)論，利

通過電阻產(chǎn)生的熱用控制變量的方

量越多。法準(zhǔn)確的描述出

板書：在I,t一定時(shí)，R越大，Q

結(jié)論。

越大。

我們已經(jīng)探究出電熱與R關(guān)系，

接下來該探究Q與I關(guān)系。

板書：（2）如何探究Q與I關(guān)系?

學(xué)生可以立即培養(yǎng)學(xué)生的

又該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路？剛才的

回答，剛才的電路不邏輯思維能力

電路還能用么？

可以，不能，應(yīng)該使

用控制變量法。

教師帶領(lǐng)學(xué)生重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路

圖。

應(yīng)控制R,t相

同，I不同，要重新

設(shè)計(jì)電路。

為了避免剛才電阻發(fā)熱對(duì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生歸納實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)

影響，我們換成新的電阻，學(xué)生與教師結(jié)論，教師板書。實(shí)驗(yàn)綜合分析能

一起演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。力。

結(jié)論：在電阻和

通電時(shí)間相同時(shí)，電

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板書：在R,t一定時(shí)，I越大，Q流越大，電流通過電

越大。阻產(chǎn)生的熱量越

根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電熱與通電多。

時(shí)間的關(guān)系還需要探究么？

板書：在I，R一定時(shí)，t越長(zhǎng)，不需要！可以由培養(yǎng)語言表

Q越大。以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出達(dá)能力。

分析論證結(jié)論！

結(jié)論1:當(dāng)_____和_____相同時(shí)，

___越大，電熱越多。

結(jié)論2:當(dāng)_____和_____相同時(shí)，學(xué)生由以上實(shí)

___越大，電熱越多。驗(yàn)數(shù)據(jù)得出最終結(jié)

結(jié)論3:當(dāng)_____和_____相同時(shí)，論。

___越長(zhǎng)，電熱越多。

評(píng)估交流

請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程，對(duì)本實(shí)驗(yàn)

做出評(píng)價(jià)。改進(jìn)后的方案易于操作，學(xué)生結(jié)合剛才

可以快速、方便的的實(shí)驗(yàn)過程，發(fā)表自

得到電熱與I、R、t的關(guān)系，但是己的見解。

實(shí)驗(yàn)中仍然存在許多需要改進(jìn)的地方，

例如本方案可以定性得到電熱與I、R、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)讓學(xué)生通過

t的關(guān)系，但不能得到定量關(guān)系。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并已有數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)

將自己的心得與其論，培養(yǎng)語言組織

他同學(xué)分享。能力。

三、焦耳定律培養(yǎng)學(xué)生的

英國(guó)物理學(xué)家焦耳，用近40年的了解焦耳在電人文精神、學(xué)習(xí)科

時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究了熱和功熱上的成就學(xué)家的實(shí)事求是

的關(guān)系。通過大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年的精神。

最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與

電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。學(xué)生了解焦耳培養(yǎng)學(xué)生閱

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內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟定律的內(nèi)容，記住公讀能力和歸納總

電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成式Q=I2Rt。結(jié)能力。

正比，跟通電時(shí)間成正比。

公式：Q=I2Rt

單位：焦耳（J）

板書：3.焦耳定律：Q=I2Rt

四、電功與電熱關(guān)系

焦耳為我們?nèi)祟惖倪M(jìn)步做出了巨學(xué)生思考純電加強(qiáng)知識(shí)間

大的貢獻(xiàn)，焦耳的刻苦專研精神值得我阻電路和非純電阻的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生

們學(xué)習(xí)，其實(shí)通過前面已經(jīng)學(xué)過的知電路的區(qū)別，從理論系統(tǒng)學(xué)習(xí)的能力，

識(shí)，也可以得到焦耳定律，如果電流做上理解電功與電熱和邏輯思維能

的功全部轉(zhuǎn)換成熱，則的關(guān)系。力。

Q=WW=UItU=IR1．純電阻電路

Q=W=I2Rt中W=Q

電暖器，電飯鍋，電爐子等用電器2．非純電阻電

可以將消耗的電能全部轉(zhuǎn)換成熱，這樣路中W>Q

的電路我們稱為純電阻電路，Q=W。培養(yǎng)利用物

如果電流做的功轉(zhuǎn)換成熱能還有理知識(shí)解決實(shí)際

其他形式的能量，則問題能力。

W＞QW=UItQ=I2Rt

這樣的電路我們稱為非純電阻電

路，如：電風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)等，Q≠W。

板書：4.電功與電熱關(guān)系

純電阻:W=Q=UIt=I2Rt

非純電

阻:W>QW=UItQ=I2Rt

五、電熱的利用和防止

（優(yōu)教提示：請(qǐng)打開素材“演示視頻：

電熱的利用和防范”）

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電熱在生活中有許多應(yīng)用，誰能聯(lián)學(xué)生列舉生活

系生活說出哪些用電器利用電熱為我中常見電熱的實(shí)例

們服務(wù)？利用電熱的有：電熨

板書：5.電熱的利用和防止斗、取暖器、電飯鍋利用分類的

1．電熱的利用等。方法來，培養(yǎng)學(xué)生

利用辯證的態(tài)度

看待問題的能力

電熱帶給我們便利的同時(shí)，也會(huì)給

我們帶來不利，電熱會(huì)引起用電器元件

防止電熱的有：

的老化，縮短使用壽命，甚至?xí)鸹?/p>

電視機(jī)散熱孔、電腦

災(zāi)，危及生命，生活中我們采取了哪些

主板風(fēng)扇、筆記本散

措施，來防止電熱的危害？

熱孔、電動(dòng)機(jī)外殼等

2．電熱的防止

課堂小結(jié)梳理知識(shí)內(nèi)容，歸納總結(jié)，讓

通過今天對(duì)焦耳定律的學(xué)習(xí)，我們學(xué)生回憶本節(jié)課的學(xué)生系統(tǒng)的理解

知道電流具有熱效應(yīng)，一起探究了電熱內(nèi)容，形成知識(shí)體所學(xué)知識(shí)，同時(shí)滲

的影響因素，對(duì)純電阻和非純電阻電路系。透安全用電知識(shí)，

做了比較，對(duì)電熱的知識(shí)有了全新的認(rèn)培養(yǎng)學(xué)生良好的

識(shí)，希望同學(xué)們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)生活中，用電習(xí)慣。

養(yǎng)成良好的安全用電習(xí)慣，不使用用電

器時(shí)，隨手關(guān)閉電源，既可以消除安全

隱患，又可以節(jié)約電能。

課堂練習(xí)試一試學(xué)生根據(jù)焦耳培養(yǎng)學(xué)生合

（優(yōu)教提示：打開優(yōu)教配套習(xí)題“名師定律討論。作學(xué)習(xí)的能力、團(tuán)

訓(xùn)練-《焦耳定律》，使用互動(dòng)答題卡，更快利用焦耳定律隊(duì)精神和交往能

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更便捷的掌握學(xué)生的情況）進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，并在力。

小組間交流計(jì)算結(jié)培養(yǎng)學(xué)生利

果。用公式解決實(shí)際