人教版九年級物理 第18章 第4節(jié)《焦耳定律》教案設計

第四節(jié)焦耳定律

【教學目標】

知識與技能

1、知道電流熱效應的現(xiàn)象及能量的轉(zhuǎn)化。

2、通過探究影響電流熱效應的因素，理解焦耳定律的內(nèi)容，能夠利用焦耳定律公

式進行簡單的計算。

3、會利用焦耳定律解釋一些生活中簡單現(xiàn)象。

4、舉例說出生活中利用電熱的實例，了解電熱的危害和防止方法。

過程與方法

通過實驗探究，培養(yǎng)學生的實驗探究的能力和理論分析的能力，體會運用控制變量

法和轉(zhuǎn)換法進行實驗。

情感、態(tài)度與價值觀

通過學習能夠把所學知識應用到實際生活中去，樹立學好科學文化知識為社會服務

的觀念。

【教學重難點】

重點：焦耳定律、電流熱效應的應用、電熱的計算

難點：電熱大小的影響因素的猜想和實驗設計。工

【教學準備】或【實驗準備】

多媒體課件、電阻絲（1個10歐、3個5歐的電阻絲）、密封容器（2個）、U形管（裝

有顏色的液體）、橡膠管、燒瓶a個）、煤油、溫度計a個）、學生電源（i2v）、開關、

秒表、導線（若干）

【教學過程】

2008百年一遇的雪災席卷整個南方，電線上結(jié)了

厚厚的冰，竿倒線斷，給人們的生活帶來了很多不

便，造成經(jīng)濟損失2000億。科技人員攻關研究出

“直流融冰”新技術，對冰熔化，避免了巨大的經(jīng)

濟損失。你知道這種新技術的基本物理原理嗎？

（設計意圖：利用中國重大事件為背景，激發(fā)學習

興趣）

【板書課題】：我們今天就來學習第十八章第四節(jié)

二、進行新《焦耳定律》

課【引入】：像電暖氣等生活中很多用電器，通電以

后會產(chǎn)生熱量。你還知道哪些電加熱的設備嗎？

【小結(jié)】：電流通過導體時，導體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)電熱水器、電熨斗、

化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。熱得快、電飯鍋等

【質(zhì)疑】：“小太陽”電暖氣和電爐都是由電爐絲發(fā)等

熱，電爐絲A和導線B相連,通過它們的電流相同。

為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導線卻幾乎不熱呢？換

句話說，電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少跟哪些因猜想：

素有關？請同學們作出合理猜想。1、與電流的大小

2、與電阻的大小

3、與通電時間的長

短

4..........

（注：學生猜想因素有哪些，不一定能想到，老師

適時給以提示。）

【實驗指導】：電流產(chǎn)生熱量有多有少，你能從提

供的器材中，比較出熱量的多少嗎？電阻絲、密封

實驗準備

容器（帶有小孔）、u形管（裝有顏色的液體）、橡

小組討論

膠管、燒瓶、煤油、溫度計

1、電阻絲加熱密封

【播放課件&點撥】：轉(zhuǎn)換法反映產(chǎn)生熱量的多少

容器中的空氣，推

動U形管中液體，

形成液面差

2、電阻絲加熱煤

油，用溫度計測量

煤油的溫度

方案一方案二

（說明:若學生想不到，老師可展示課件。）

方案一：電阻絲加熱密封容器中的空氣，U形管

中液面形成；液面差越大，產(chǎn)生的熱量

越O

方案二：燒瓶內(nèi)裝有煤油，電阻絲產(chǎn)生熱量會使溫液面差、多

度升高，用測量溫度；溫度越高，產(chǎn)生熱

量的越。

【小結(jié)】：實驗中，將不易觀察到的現(xiàn)象通過其它溫度計、多

直觀形象顯示出來，我們稱之為轉(zhuǎn)換法。以上兩種

方案中，加熱空氣快？還是加熱煤油速度快？方案一快；

【過渡】：所以我們就選用第一種方案，進行實驗方案二煤油的比熱

探究。容比空氣的大，需

（設計意圖：發(fā)揮學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的要吸收更多的熱量

創(chuàng)造思維）才會升高，所以慢

探究實驗實驗一：探究產(chǎn)生熱量Q與電阻R的關系

1、探究產(chǎn)【實驗指導】：1、通過我們的猜想電流產(chǎn)生的熱量

生熱量Q可能與多個因素有關，應該采用什么探究方法？

與電阻R2、當探究產(chǎn)生熱量Q與電阻R的關系時，如何控小組討論

的關系制變量呢？一個10歐、兩個5歐的電阻絲，我們1、控制變量法

怎么選？2、應讓電流、通電

3、如何才能更好地讓通過兩個電阻的電流、通電時間一樣，改變電

時間一樣？阻的大??；選一個

【進行實驗】：5歐和一個10歐的

3、將兩個電阻串聯(lián)

觀察實驗現(xiàn)象

1、10歐的液面差

大

【引導】：哪個電阻的液面差明顯？說明了哪個電2、電阻大的產(chǎn)生熱

阻產(chǎn)生的熱量多？可以得到什么結(jié)論？量多

（設計意圖：通過一個完整的實驗探究，讓學生掌3、當通過導體的電

握其過程。）流和通電時間相同

實驗二：探究產(chǎn)生熱量Q與電流I的關系時，導體的電阻越

2、探究產(chǎn)【實驗指導】：1、當探究產(chǎn)生熱量Q與電流I的大，電流產(chǎn)生的熱

生熱量Q關系時，如何控制變量呢？量越多。

與電流I的2、一個10歐、兩個5歐的電阻絲，我們怎么選？

關系3、兩個容器中密封同樣的電阻，在另一個容器的小組交流、討論

外部，將一個電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，因此1、讓電阻、通電時

通過兩容器中的電阻的電流就不同。間一樣、改變通過

【進行實驗】：電流的大小

2、選兩個5歐的電

阻絲

觀察實驗現(xiàn)象

密封容器內(nèi)電阻絲的電流為何不等）1、左邊液面差明顯

【引導】：哪邊液面差明顯？是電流大的還是電流2、電流大的產(chǎn)生熱

小的產(chǎn)生的熱量多？可以得到什么結(jié)論？量多

實驗三：探究產(chǎn)生熱量Q與通電時間t的關系3、當導體的電阻和

3、探究產(chǎn)【實驗指導】：當探究產(chǎn)生熱量Q與通電時間t的通電時間相同時，

生熱量Q關系時，應該怎么做呢？我們可以第一次通電5s,通過導體的電流越

與通電時第二次通電10s.大，電流產(chǎn)生的熱

間t的關系【進行實驗】:量越多。

學生回答

讓電阻、電流一樣、

改變通電時間的長

短

觀察實驗現(xiàn)象

【引導】：哪次通電形成的液面差明顯？可見產(chǎn)生

1、第二次液面差大

的熱量多少與通電時間有什么關系？

2、通電時間越長，

【師生共同總結(jié)】：當電流通過導體時，電流越大、

產(chǎn)生的熱量越多

電阻越大、通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。

3、當通過導體的電

【自學指導】：英國物理學家焦耳首先對此作出了

流和導體的電阻大

卓越的探究，請大家閱讀課本100頁第二部分以及

焦耳定律小相同時，通電時

圖18.4-4《焦耳簡介》，回答以下問題：

間越長，電流產(chǎn)生

1、焦耳定律的內(nèi)容是什么？

的熱量越多。

2、公式如何表示？

自主學習、回答問

3、每個物理量的單位分別是什么？

題

【板書】

1、電流通過導體產(chǎn)

焦耳定律內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的

生的熱量跟電流的

平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成

平方成正比，跟導

正比，這個規(guī)律叫焦耳定律。

體的電阻成正比，

公式：Q=I2Rt

跟通電時間成正

【例題】一根60Q的電阻絲接在36V的電源上，比，這個規(guī)律叫焦

在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少J熱量？耳定律。

【學生示范】解：通過電阻絲的電流為：2、Q=l2Rt

3、Q—焦耳（J）

電流產(chǎn)生的熱量為：I—安培（A）

Q=「Rt=（0.6A）2X60QX5X60s=6480JR—歐姆（Q）

t一秒（s）

【指導】理清學生的解題思路，規(guī)范解題過程

【針對練習】某導體的阻值為4Q,通過0.5A

的電流時，則1min產(chǎn)生多少熱量？

（設計意圖：通過例題讓學生養(yǎng)成規(guī)范解題過程和

良好的書寫習慣。）練習

【學以致用】產(chǎn)生60J的熱量

1、我們學習了焦耳定律，你能回答當電爐絲A和

導線B通過的電流相同，為什么電爐絲熱的發(fā)紅，

而導線卻幾乎不發(fā)熱？討論、交流

1、導線的電阻很

2、你知道“直流融冰”新技術，即在輸電線路中小，而電爐絲的電

輸入3000A左右的大電流，對冰熔化的物理原理阻很大，由焦耳定

嗎？律Q=PRt可知，

在相同時間內(nèi)電流

（設計意圖：讓學生從生活中走進物理，探索物理

越大、熱量越多，

知識的奧秘，再從知識的殿堂中回歸生活。）

因此電爐熱得發(fā)

紅，而導線卻不熱。

【設疑】電視機、電動機、電暖氣都標有“220V,

2、當電阻、通電時

200W”,把它們并聯(lián)在220V的電壓下,則相同時間

間一定時，電流越

產(chǎn)生熱量內(nèi)產(chǎn)生熱量Q最多是？為什么？

大產(chǎn)生的熱量越多

Q與消耗

討論、交流

電能W的【點撥】（1）電流通過導體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化

由W=Pt可知，消耗

關系為熱，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式能量，那么，電

的電能一樣多；

流產(chǎn)生的熱量Q和消耗的電能W的關系是Q=W,

電視機：W=Q+光能

這樣的電路稱為純電阻電路。例如電爐，電飯鍋，

電動機：W=Q+機械

電熱水器，電烤箱，電熱水壺等用電器，計算熱量

能

還可用Q====。

電暖氣：W=Q

（2）像電動機、電視機消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

所以，電暖氣產(chǎn)生

還轉(zhuǎn)化為其它形式的能，這樣的電路稱為非純電阻

的熱量多

電路，Q—Wo所以計算非純電阻電路產(chǎn)生的熱

Q=Pt=UI

量只能用公式Q=PRt。K

(設計意圖：讓學生進一步理解電流產(chǎn)生的熱量Q<

的計算，認識得到提升，能夠靈活運用公式。)

(自學指導】：閱讀教材P101“電熱的利用和防止”

電熱的利討論回答下列問題：

用和防止(1)、電熱對我們是有利還是有害的？自主學習

(2)、生活中我們是如何利用電熱的？回答問題

(3)、有時電熱會給我們造成什么危害？我們又是1、既有利又有害

如何防止的呢？2、電熨斗、電飯鍋、

【展示課件】電熱水器等

電熱器的優(yōu)點：清潔衛(wèi)生，無污染，效率高，便3、燒壞用電器；

于調(diào)節(jié)溫度。燙傷

4.(1)電視機的后

蓋有很多孔，就是

為了通風散熱，使

用時一定要把防塵

布罩拿開。

(2)電腦里安裝了

微型風扇，把熱吹

走

(3)不要長時間使

用

電熱的危害：電熱過多，損壞物品觀看課件

增強安全意識

電熨斗忘記關電源在高溫下，長時間使用電腦

防止措施：設法散熱

■

了解方法

L席

一K

1

T1

（1）加散熱窗（2）加風扇

（設計意圖：從課堂走向生活，讓學生發(fā)舌中

電熱的利與弊，便于學士里解和應用舌是

最深刻的實驗”，滲透安全用電教育，體果標

的''情感、態(tài)度、價值觀”。）

課堂小結(jié)回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容見附件1學生梳理知識

課堂檢測師巡視、講評見附件2完成檢測題

布置作業(yè)見附件3課后完成

【板書設計】

第四節(jié)焦耳定律

一、電流的熱效應：2、公式.Q=I2Rt

電能一A內(nèi)能3、與消耗電能的關系：Q=W（純電阻電路）

r電阻的大小四、電熱的利用和防止

二、影響電流產(chǎn)生

＜電流的大小電熱器的優(yōu)點：

熱量的因素〔通電時間的長短

清潔衛(wèi)生，效率高，方便調(diào)溫。

三、焦耳定律

防止措施：設法散熱

1、內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流

（1）加散熱窗（2）加風扇

的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟

通電時間成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律。

【教學反思】

一、教案的“亮點”

1、本節(jié)重點內(nèi)容探究電熱跟哪些因素有關的全過程，從猜想到設計實驗到得出實

驗結(jié)論，都是在老師的引領下學生經(jīng)過認真的思考和討論而完成的。尤其是設計實驗的

環(huán)節(jié)，教師充分調(diào)動學生的學習積極性和創(chuàng)造能力，設計出了多種實驗方案，并對每一

種方案的優(yōu)缺點進行評估，使學生的設計實驗的能力得到了鍛煉，較好的滲透了物理思

想。在整個教學過程中，不僅使學生掌握了基礎知識，而且提高了他們分析實驗現(xiàn)象、

歸納總結(jié)、辯證分析的能力，充分體現(xiàn)了以學生為主體的教學理念。

2、整堂課堅持以學生為主體、教師為主導教學思想，堅持“先學后教”、“以學

定教”、“以教促學”教育理念。例如：(1)用“轉(zhuǎn)換法”體現(xiàn)產(chǎn)生熱量的多少，先讓學

生根據(jù)提供的器材設計實驗，比較產(chǎn)生熱量多少的方法。(2)探究影響電熱的因素，先

讓學生根據(jù)現(xiàn)象提出猜想，再由學生設計實驗方法進行探究，觀察實驗現(xiàn)象，討論、交

流、得出結(jié)論。在探究的過程中，教師起到引導、點撥的作用。(3)焦耳定律的學習上，

學生自己能學會的自己學，教師引領、規(guī)范學生的學習方法和解題過程。(4)在電熱的

利用和防止方法上，先由學生自主學習，教師再拓展延伸，滲透安全用電意識，又體現(xiàn)

了新的教育理念。

二、存在的問題

由于本節(jié)課的內(nèi)容多、容量大故將本課的實驗為演示實驗探究課，不能讓學生親身

動手探究，影響了學生的積極性。由于實驗器材較小，不能讓所有的學生都看清楚，降

低了部分學生的探究熱情。

附件1：

內(nèi)容

電流的影響電流利用

熱效應產(chǎn)生熱的因素

I