人教版九年級物理第十八章第四節(jié)焦耳定律（教學設計）

人教版九年級物理第十八章第四節(jié)焦耳定律（教學設計）《焦耳定律》教案【教學目標】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與電流、電阻的關系。3.情感態(tài)度和價值觀具有對科學的求知欲、樂于探索日常生活中的物理學道理，樂于參與觀察、實驗、制作等科學實踐活動?！窘虒W重點】電流產生的熱量與電流、電阻大小之間的關系?！窘虒W難點】理解焦耳定律?！窘虒W方法】合作探究交流【教學用具】多媒體課件焦耳定律演示器【課時安排】1課時【教學過程】一、創(chuàng)設情境導入新課展示圖片，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）電流的熱效應電流通過導體時電能轉化成內能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產生。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電流的熱效應電流的磁效應電流的化學效應想想議議電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱?電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關?猜想與假設1、可能與導體電阻大小有關電阻越大，電流熱效應越大2、可能與電流大小有關電流越大，電流熱效應越大3、可能與通電時間長短有關通電時間越長，電流熱效應越大設計實驗討論1、當一個物理量被猜測與多個因素有關，應用什么方法去研究？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？利用物理量產生的效應來觀察不可見的物理量的方法叫轉換法。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：研究電熱與電阻關系結論：在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多。實驗2：研究電熱與電流關系播放多媒體視頻結論：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，這個電阻產生的熱量越多。焦耳英國物理學家。用近40年的時間做了400多次實驗，研究熱和功的關系。通過大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。他的研究為能量守恒定律奠定了基礎。焦耳定律內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，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電能與電熱的關系1．當電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化成其他形式的能量，那么電流產生的熱量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．當電動機工作時，消耗的電能主要轉化為電動機的機械能：電能轉化為機械能，W>Q例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內共產生多少熱量?解：電阻絲中的電流：AVRUI6.06036=Ω==5min電熱絲產生的熱量：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產生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多。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產生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。（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：用電來加熱的設備。電熱器的發(fā)熱體：電阻大、熔點高工作原理：電流熱效應電熱器的優(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、散熱風扇、通風等三、課堂小結1、電流通過導體時，電轉化為熱的現(xiàn)象，叫電流的熱效應。2、焦耳定律：Q=I2Rt3、利用電流熱效應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、散熱等角度來有效地防止電熱的危害。四、課堂練習1.將規(guī)格都是“220V100W”的一臺電風扇、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，電流通過它們產生的熱量最多的是（A）A．電烙鐵B．電視機C．電風扇D．一樣多2.電爐的電阻絲熱得發(fā)紅，而與它串聯(lián)的銅導線卻不發(fā)燙，這是因為銅導線（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)動手動腦學物理2.完成本節(jié)對應練習板書設計18.4焦耳定律一、電流的熱效應二、實驗演示電熱的影響因素三、焦耳定律電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，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。當電動機工作時，消耗的電能主要轉化為電動機的機械能：電能轉化為機械能，W>Q四、電熱的利用與防止【教學反思】本節(jié)主要內容是電流通過導體時，電能轉化為內能時與電流、電阻、通電時間有關；電熱的利用和防止。本節(jié)課的設計理念體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向社會，注重科學的探究，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)良好的思維習慣。通