人教版九年級物理第十八章第四節(jié)焦耳定律（教學(xué)設(shè)計）

人教版九年級物理第十八章第四節(jié)焦耳定律（教學(xué)設(shè)計）《焦耳定律》教案【教學(xué)目標(biāo)】1.知識與技能理解焦耳定律。知道理解和防止電熱的場合和方法。2.過程與方法通過實驗探究電流的熱效應(yīng)與電流、電阻的關(guān)系。3.情感態(tài)度和價值觀具有對科學(xué)的求知欲、樂于探索日常生活中的物理學(xué)道理，樂于參與觀察、實驗、制作等科學(xué)實踐活動?！窘虒W(xué)重點】電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻大小之間的關(guān)系?！窘虒W(xué)難點】理解焦耳定律?！窘虒W(xué)方法】合作探究交流【教學(xué)用具】多媒體課件焦耳定律演示器【課時安排】1課時【教學(xué)過程】一、創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課展示圖片，討論熱量的來源，以此引入新課電熱水器提供熱水電暖氣提供熱量電熨斗熨燙衣物電烤箱烘烤食品二、探究新知（一）電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請舉例說明。電暖氣電飯鍋電熱孵卵器電熱毯等。知識拓展電流的三大效應(yīng)電流的熱效應(yīng)電流的磁效應(yīng)電流的化學(xué)效應(yīng)想想議議電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?猜想與假設(shè)1、可能與導(dǎo)體電阻大小有關(guān)電阻越大，電流熱效應(yīng)越大2、可能與電流大小有關(guān)電流越大，電流熱效應(yīng)越大3、可能與通電時間長短有關(guān)通電時間越長，電流熱效應(yīng)越大設(shè)計實驗討論1、當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，應(yīng)用什么方法去研究？控制變量法討論2、用什么方法和器材去觀察那些不可見的物理量？利用物理量產(chǎn)生的效應(yīng)來觀察不可見的物理量的方法叫轉(zhuǎn)換法。實驗原理：利用氣體的熱脹冷縮。實驗器材：兩個透明容器中密封著等量的空氣，容器中各有一段電阻絲，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，從而得出電熱的多少。實驗裝置：實驗1：研究電熱與電阻關(guān)系結(jié)論：在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。實驗2：研究電熱與電流關(guān)系播放多媒體視頻結(jié)論：在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。焦耳英國物理學(xué)家。用近40年的時間做了400多次實驗，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。他的研究為能量守恒定律奠定了基礎(chǔ)。焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時間用t表示，則焦耳定律可表示為：Q=I2Rt電能與電熱的關(guān)系1．當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。2．當(dāng)電動機工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電動機的機械能：電能轉(zhuǎn)化為機械能，W>Q例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?解：電阻絲中的電流：AVRUI6.06036=Ω==5min電熱絲產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J想想議議額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟桑娮柙酱?，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?答：前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。（二）電熱的利用和防止1.電熱的利用用來加熱電熱孵卵器電熱器：用電來加熱的設(shè)備。電熱器的發(fā)熱體：電阻大、熔點高工作原理：電流熱效應(yīng)電熱器的優(yōu)點:清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。電熱的危害與防止防治方法：散熱窗、散熱片、散熱風(fēng)扇、通風(fēng)等三、課堂小結(jié)1、電流通過導(dǎo)體時，電轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象，叫電流的熱效應(yīng)。2、焦耳定律：Q=I2Rt3、利用電流熱效應(yīng)來工作的用電器叫電熱器，電熱器的發(fā)熱體：電阻大、熔點大。4、要從通風(fēng)、散熱等角度來有效地防止電熱的危害。四、課堂練習(xí)1.將規(guī)格都是“220V100W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機和一把電烙鐵，分別接入220V的電路中，通電時間相同，電流通過它們產(chǎn)生的熱量最多的是（A）A．電烙鐵B．電視機C．電風(fēng)扇D．一樣多2.電爐的電阻絲熱得發(fā)紅，而與它串聯(lián)的銅導(dǎo)線卻不發(fā)燙，這是因為銅導(dǎo)線（A）A．電阻較大B．電阻較小C．通過的電流較大D．通過的電流較小3.一臺直流電動機，線圈電阻為0.5Ω，接在12V的電源上時，通過的電流為2A，（1）這臺電動機工作5min消耗多少電能？（2）有多少電能轉(zhuǎn)化為機械能？解：（1）消耗的電能：W=UIt=12V×2A×300s=7200J（2）五分鐘，電流通過電動機產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(2A)2×0.5Ω×300s=600JW機=W-Q=7200J-600J=6600J五、作業(yè)布置1.完成本節(jié)動手動腦學(xué)物理2.完成本節(jié)對應(yīng)練習(xí)板書設(shè)計18.4焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)二、實驗演示電熱的影響因素三、焦耳定律電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時間用t表示，則焦耳定律可表示為：Q=I2Rt純電阻電路：Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。當(dāng)電動機工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電動機的機械能：電能轉(zhuǎn)化為機械能，W>Q四、電熱的利用與防止【教學(xué)反思】本節(jié)主要內(nèi)容是電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時與電流、電阻、通電時間有關(guān)；電熱的利用和防止。本節(jié)課的設(shè)計理念體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向社會，注重科學(xué)的探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。通