九年級物理全冊 第18章 第4節(jié) 焦耳定律及其應用教案 （新版）新人教版(I)

九年級物理全冊 第18章 第4節(jié) 焦耳定律及其應用教案 （新版）新人教版(I)教學目標1知識與技能 ·知道電流的熱效應。 ·知道焦耳定律。·知道利用和防止電熱的場合和方法。 2過程和方法 ·通過實驗探究電流的熱效應與哪些因素有關(guān)。 3情感、態(tài)度與價值觀 ·通過電熱的利用和防止知識的學習，認識科學是有用的。 ·通過討論和交流培養(yǎng)合作學習的態(tài)度和意識。教學重點通過實驗探究電流熱效應跟哪些因素有關(guān)。.教學難點組織指導學生在探究過程中認真觀察、分析，并得出正確結(jié)論.教學方法探究法、觀察法、討論法.教具準備燒瓶、溫度計、銅絲、電爐絲、導線、煤油、電源、電爐、電熨斗、熱得快等電熱器、投影儀. 教材分析“電與熱”是電能和電功率之后的一個學習內(nèi)容，在本章教材的編寫順序（電能電功率測量小燈泡的功率電與熱電功率和安全用電）中起著承上啟下的作用。電和熱是學生生活中熟悉的用電器入手，使學生進一步認識電和熱的關(guān)系， 通過實驗說明電熱與電阻、電流、通電時間都有關(guān)系（實驗中很好地運用了控制變量和轉(zhuǎn)換的研究方法），指出焦耳經(jīng)過大量實驗才于1840年得到精確的結(jié)果焦耳定律，同時為了使學生加深對焦耳定律的認識，又從電能轉(zhuǎn)化和歐姆定律推出了公式Q=I2Rt，這時啟發(fā)學生從實驗和理論兩方面來學習、研究物理問題也有一定的作用。為了使學生對課程標準中的“在電流一定時，導體消耗的電功率與導體的電阻成正比”有更深的理解，教材在50頁設計了“想想議議”問題。對于電熱的利用和危害的防止，教材也是從生活實際出發(fā)，通過生活中兩方面的事例加以說明。課時安排1課時教學過程（一）、引入新課播放視頻：電爐燒水電熱取暖器電熨斗師這些用電器工作時有一個什么共同特點？生都要消耗電能。生都會產(chǎn)生熱。師同學們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗，一定能舉出許多電流通過導體時，導體會發(fā)熱的例子 這種現(xiàn)象這叫電流的熱效應.板書：電流的熱效應師在前面課程小燈泡的發(fā)光實驗中，同學們曾有意地去觸摸過小燈泡，感覺小燈泡（同學們一起說）熱.有沒有同學觸摸過導線，如小燈泡連接的導線熱不熱.生我摸過，沒感覺到熱.生我也在家里摸過做飯的電飯鍋，飯都熟了，導線也沒感覺到熱.師同學們有沒有考慮過這樣的問題：導線和用電器中流過的電流相同嗎？生相同.師導線和用電器中流過了相同的電流，用電器發(fā)熱而導線卻幾乎不發(fā)熱，這是為什么？今天同學們就來一起探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么有關(guān).（二）、進行新課一電流的熱效應想想做做方法一：師同學們四人一組，選擇你們面前的儀器設計實驗，討論如何做，有什么問題可以提出來.生為什么要用煤油，用水不可以做嗎？生為什么是等量的煤油，不等量行嗎？師完全可以用水來代替煤油，只不過時間可能要長一些才能從溫度計上讀出溫度值.原因同學們在后續(xù)課程中將會找到答案.誰能回答第二個問題？生只有等量的煤油，才能通過它們的溫度討論電流產(chǎn)生的熱量.這樣的方法應該是控制變量法.師同學們?nèi)绻麤]有什么問題，可以開始實驗.（學生實驗，教師巡視，提醒同學們注意安全）生兩個瓶中溫度不同.生浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計指示的溫度高.（引導學生分析）生煤油溫度高，說明煤油中的金屬絲產(chǎn)生的熱量多.即電阻大的金屬絲產(chǎn)生熱量較多.方法二：學生：根據(jù)鋼絲和鉛筆芯上的蠟油熔化的快慢，推斷在電流相同的條件下，電流的熱效應與電阻的定性關(guān)系。師剛才有同學問，為什么把金屬絲做成螺旋狀，直的不行嗎？請同學們看下面的演示.演示電熱切割（可讓12位同學演示）如圖，電阻絲和銅絲各一段，在木架上串聯(lián)后接入電壓為46 V的蓄電池組上.同時將相同的泡沫塑料板與電阻絲和銅絲接觸（過一會）.生和電阻絲接觸的塑料泡沫板被燒熔切開，和銅絲接觸的沒有切開.生這說明電阻絲產(chǎn)生的熱量多.生就是說在電流相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多.師大家都同意后一個同學歸納的結(jié)論嗎？（同學們開始議論.教師提醒大家：他是不是忽視了一個重要條件：從實驗考慮）生電阻絲和銅絲在同一個串聯(lián)電路中，它們工作的時間相同.生應該說，在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多.生也可以說在電流相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生熱量的功率越大.共同總結(jié)出：在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。師剛才我們已經(jīng)知道了，電流的熱效應與電阻的關(guān)系了，那跟電流有什么關(guān)系呢？同學們能否設計出實驗來驗證呢？生討論后得到實驗方案強調(diào)控制變量的重要。演示演示實驗師這個實驗又說明了什么問題呢？生在通電時間一定、電阻相同的情況下，通過電流越大，導體產(chǎn)生的熱量越多。師 同學們再來思考一下，電流的熱效應還跟什么因素有關(guān)？生時間，比如電視機通電越久，機身就越熱。師剛才我們從第一個實驗也可以看到，銅絲或鎳鉻合金通電時間越久，煤油的溫度升高得越多，說明產(chǎn)生的熱量也越多。二焦耳定律師從剛才的幾個實驗我們知道了電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟導體的電阻、電流和通電時間都有關(guān)系。其實早在1840年英國物理學家焦耳就精確地確定了它們的關(guān)系，得到了焦耳定律。（學生閱讀焦耳定律的內(nèi)容）板書：Q=I2RtQ熱量焦耳（J）.I電流安培（A）R電阻歐姆() t時間秒(s) 引導學生利用電功率的表達式P=IU和歐姆定律I=.推導出焦耳定律。強調(diào)在說到兩個物理量“成正比”“成反比”的時候，一定要注意條件：關(guān)系式中其他物理量的大小不變.投影例題：某導體的電阻是2 ，通過2 A的電流時，在1min內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？（教師引導學生分析、演算、要求一名學生板演）解：由題知：R=2 I=2 A t=1min=60sQ=I2Rt =（2 A）2×2 ×60s =480J （同學們在演算過程中，教師要提醒大家注意：代入計算的時候，要將電流的單位“A”一起平方 ，同時要注意單位的統(tǒng)一。）師我們通過實驗、觀察、利用公式推導得出了電流熱效應跟什么因素有滾.同學們現(xiàn)在能不能回答本節(jié)開始時的問題？生導線和用電器（電爐或電飯鍋或電燈）中通過的電流相同，但是導線的電阻較小，而那些電器的電阻較大，所以，那些電器發(fā)熱，而導線幾乎感覺不到熱.師生活中有些電熱我們要利用，有些電熱我們是要防止的.三電熱的利用和防止師關(guān)于電熱的利用，同學們已經(jīng)了解了許多，比如生電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐、電爐師同學們舉出的都是利用電來加熱的設備，都是常見的電熱器.出示電爐（可用投影儀投影放大）師電熱器的主要部分是發(fā)熱體.同學們觀察電爐由什么組成？生主要是爐絲即電阻絲.生還必須有爐盤，電爐盤是絕緣材料做成的.師從實際考慮，電爐絲應該有什么要求？生電爐就是要靠電爐絲發(fā)熱的，所以爐絲的電阻應該很大.生爐絲還應有較高的熔點，這樣它在發(fā)熱時才不容易燒斷.師同學們以電爐為例說明發(fā)熱體是什么做的？生發(fā)熱體是由電阻（率）大，熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的.（播放視頻：電熨斗開殼看電熱體或出示“熱得快”、電飯鍋等電熱器，并能將電飯鍋、電熨斗的發(fā)熱板取出讓學生觀察，向?qū)W生說明，其他的電熱器也都需要用電阻大、熔點高的金屬導體作為發(fā)熱體）師我們了解了電熱器，大家能不能說說使用電熱有什么好處？生電熱清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染.生熱效率高，使用方便.生能方便地調(diào)節(jié)，如控制溫度，操作簡單.生師同學們知道了利用電熱的好處.但有些時候，有些地方的電熱我們是不需要的，還要設法防止.有關(guān)的內(nèi)容，大家了解的有哪些呢？生電機使用過程中會發(fā)熱，如果連續(xù)使用時間過長，還會燒壞電機.生有些導體上的絕緣材料會因溫度過高，使絕緣材料迅速老化，甚至燒壞.生電視機開的時間長了會發(fā)熱.電視機后蓋上有許多孔，就是為了能通風散熱.生電腦中還裝有風扇，也是為了散熱，減少電熱的危害.生老師用的投影儀上也裝有小風扇，也是為了快點散熱.生農(nóng)村抽水、磨面用的電動機連續(xù)工作一段時間后要休息一會，等涼了再用，是為了防止電熱可能造成的危害.播放視頻：電動機散熱窗或錄音機散熱窗，加深學生印象。師同學們對電熱的危害及防止了解的還真不少.老師這兒有一份電器的說明書，請大家仔細閱讀，并分析說明其中的道理.投影教師引導學生著重注意以下內(nèi)容：將電器置于通風良好處；勿使電器淋雨或受潮，長期不用的電器隔一段時間應該通電一次.生電器工作時，置于通風良好的地方，是為了能使電器更好地散熱、防止電熱產(chǎn)生的危害.生電器淋雨或潮濕會降低絕緣性能，使電路工作失常，影響用電器的使用.長期不用的電器隔一段時間要通電，是為了利用電熱來驅(qū)潮，是電熱的利用.師同學們分析得很好，大家一起來小結(jié)本節(jié)內(nèi)容.（三）、小結(jié)本節(jié)課我們學習了如下知識1電流的熱效應2焦耳定律.3電熱的利用及防止.（四）、板書設計 一電流的熱效應二焦耳定律Q=I2RtQ熱量焦耳（J）.I電流安培（A）R電阻歐姆() t時間秒(s) 三電熱的利用和防止