第五节 焦耳定律优质课一等奖教案

第十八章第4节《焦耳定律》(第1课时)教案

【教材分析】

焦耳定律是九年级物理第十八章第四节的内容，是本章的重点，是初中物理学习的重要任务之一，是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现。教材在电功、电功率之后安排焦耳定律，符合学生的认知规律，本节由“电流的热效应、焦耳定律和电热的利用与防止”三部分组成，研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系，焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。教学中，做好实验及分析实验现象是关键。

同时，考虑到教学过程中实验时的不确定因素导致难于掌控时间和教学内容太多，我把本节内容教学设计为2课时，第1课时内容：电流的热效应和焦耳定律。本节课的设计体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。

一、教学目标

（一）知识与技能

1．能通过实例，认识电流的热效应。

2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律；

3.会用焦耳定律解决实际问题和进行简单计算。

（二）过程与方法

体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。

（三）情感态度和价值观

通过对焦耳生平的学习，培养热爱科学、勇于克服困难的信念。

二、教学重难点

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。

难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。

三、教学方法

实验探究法

、讨论法

四、教学资源准备

多媒体课件、焦耳定律演示器、电流表、电源、开关、导线、滑动变阻器等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

生活中的小故事：小东乘着妈妈外出时不做作业而偷偷看讨论回答

激趣

电视，妈妈回来前才关掉电视假

装做作业。然而这些被聪明的妈

妈发现了，你们知道妈妈是怎样

知道小东在家偷看电视的吗？

引入

生活中，还有哪些用电器通交流说出常见用电器工作有新课

电后，都伴有热现象产生？举例热产生的实例。

说明。

创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。

联系实际，引入新课。

导（5分钟）

思（8分钟）

一、电流的热效应

培养学生投影：电烤箱、电熨斗电饭锅、

总结问题的电炉丝、电烙铁、电热水器……

能力。

这些用电器工作时有什么共总结：

同特点？

这些用电器工作时都是把电能

归纳并板书：一、电流的热转化成内能。

效应

（得出电流的热效应的概念）

由生活现电流通过导体时电能转化成

象培养学生内能，这种现象叫做电流的热效

发现并提出应。

问题的能力。

思考：导线和电炉丝串联，为

什么电炉丝热得发红而导线几

乎不热？说明什么？

提出问题：

提出问题

电流通过导体产生热的多

少跟什么因素有关？

结合生活实际进行猜想: 培养学生

电流、电压、电阻、通电时间……

合理猜想，并【研究】电热大小的影响因素

分析猜想的1.猜想：电流通过导体产生举例证明猜想的合理性。

合理性。学会热量的多少与______有关。

排除不合理你能结合实例说出这三个因

猜想。

素对电热的影响吗？

2．设计实验

展示实验装置：

学讨论得出：

培养学生讨论：

1.控制变量法

利用控制变1.当大家猜想电热与多个2.通过空气受热膨胀程度，观量的方法来因素有关，实验研究时应用什么察产生热量的多少; 设计实验。

方法去研实

究？

验中，通过观察两个U形管中培养学生

染色水柱液面高度的变化来判断利用转换法2.实验时怎样来反映和比产生热量的多少。

把不易观察较电流产生的热量的多少？

的量转换为（提示：左右两透明密闭容

易观察的现器中装有等质量的空气）

象。

演示实验（一）研究电热与

电阻大小的关系

展示实验装置1：

观察装置讨论得出：

1．实验时要控制电路中的电

议（8分钟）

观察本实验装置，讨论：

流和通电时间相同，改变电阻。

通过分析实1．应控制哪几因素相同？

2．电阻串联，可以使流过两验装置的合2．两电阻为什么要串联？

个电阻的电流和通电时间相同。

理性来培养电路接通，进行实验，观察U

学生的设计形管中液柱的上升情况。

观察记录现象

实验的能力。

分析实验现象可以得到什么

结论？

根据实验现象，得出结论：在

演示实验<二>：研究电热与电流和通电时间相同时，电阻越

电流大小的关系

大，这个电阻产生的热量越多。

展示装置2：

会根据实

验现象得出

学生观察实验装置讨论得出：

结论，利用控

1．实验时要控制电阻和通电时间制变量法准

相等，改变电流。

确的描述结

2．使右边容器中的电阻丝中的电论。

观察本实验装置，讨论：

流与左边容器中的电阻丝不等

1．应控制哪几因素相同？

（左边电流大于右边电流）。

2．右边电阻上为什么要再并

联一个电阻？

观察记录现象

电路接通，进行实验，观察U

形管中液柱的上升情况。

根据实验现象得出结论：在电

分析实验现象，可以得到什阻和通电时间相同时，电流越大，培养学生么结论？

这个电阻产生的热量越多。

分析实验、总

结实验、描述对于某一个电阻，在电流和

实验结论的电阻相同的情况下，通电时间越

能力。

长，这个电阻产生的热量越多。

这个结论可以通过刚才的实验

中看出来，某一个电阻通电时间

越长，液柱上升越高，说明放出

热量越多。

3、分析论证，得出结论

培养学生对以上两个实验进行总结：总结以上两个实验：

综合分析归电流通过导体产生热量多少与电流通过电阻产生热量的多少纳的能力。

电流、电阻和通电时间的关系。

与电流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，这个电阻产生热量越多。

二、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

了解焦耳在电热上的成就

培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。

展（8分钟）

评（8分钟）

产生的热量跟电流、电阻和通电

时间的关系，即焦耳定律。

【自学讨论】焦耳定律的有关内了解焦耳定律的内容，记住公容

式和单位。

电流通过导体产生的热量跟

电流的二次方成正比，跟电阻成

正比，跟通电时间成正。（板书）

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

2为

Q=I Rt。（板

书）

强调：电流对电热大小的

影响更显著。

[理论推导焦耳定律]

当电流做的功全部转化为内

能时：

Q

=

W

由于

W =UIt，U=IR 得

Q =W =I 2Rt

讨论比较：

（板书）

1.电炉工作时把电能全部转化【电功与电热的关系】

为内能。

请比较电炉与电风扇的的工

作特点（课件出示）

2.不是的，电吹风工作时把一

部分电能转化为内能，还有一部电功与电热的联系与区别

分转化为动能。它不是一个纯电1．纯电阻电路中Q =W

阻。电功大于电热

2．非纯电阻电路中Q

电热Q=I 2Rt

【利用焦耳定律解决问题】

1.讨论：电炉通过导线接到电路中，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？

2.例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？

交流订正、强调: 公式的书写

及单位的统一。

讨论：

电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小得多，相同时间内放出热量也少。

学生计算（一同学上台板演）

讨论、补充订正

培养学生自学、交流的能力。

加强知识的联系，培养学生比较分析、系统学习的能力。

培养学生应用知识解决问题的能力、合作学习和交往能力。

培养学生利用公式解决实际问题的能力，进一步熟悉公式。

知识梳理：

这节课你学到了什么知识？

1.电流的热效应

梳理本节课知识内容，形成知电流的热效应与哪些因素有识体系。

关？

2．焦耳定律：Q=I 2Rt

利用问题引领的方法培养学生总结归纳的能力。

1.某导体的电阻是2Ω，通过2А

的电流时，1min产生多少焦耳的热量？

2.标有“220V

40W”电热检（3分器安装在220V的电路中，工作钟）

100s后，所消耗的电能

是 J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。

解答

讨论、交流

巩固提高

1.课后“动手动脑学物理”第2、3、4小题；

练（课后2.思考：课本101页

“想想学生按要求完成作业，查阅生作业）

议议”，下节课交流；

活实际问题。

3．查阅生活中“电热的利用和防止”。

巩固本课学习内容，同时增加课作业，使物理走向社会、走向生活。

六、板书设计

第4节 焦耳定律

一、电流的热效应

电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。

电热大小的影响因素：电流 I、电阻R、通电时间t 二、焦耳定律

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正。

公式：Q=I2Rt