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

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1、九年級物理全冊 第18章 第4節(jié) 焦耳定律及其應(yīng)用教案 （新版）新人教版(I) ●教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能 ·知道電流的熱效應(yīng)。 ·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(shí)驗(yàn)探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。 3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀 ·通過電熱的利用和防止知識的學(xué)習(xí)，認(rèn)識科學(xué)是有用的。 ·通過討論和交流培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的態(tài)度和意識。 ●教學(xué)重點(diǎn) 通過實(shí)驗(yàn)探究電流熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)。. ●教學(xué)難點(diǎn) 組織指導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認(rèn)真觀察、分析，并得出正確結(jié)論. ●教學(xué)方法 探究法、觀察法、討論法. ●教具準(zhǔn)備 燒瓶、溫度

2、計(jì)、銅絲、電爐絲、導(dǎo)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(gè)學(xué)習(xí)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(xué)生生活中熟悉的用電器入手，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識電和熱的關(guān)系， 通過實(shí)驗(yàn)說明電熱與電阻、電流、通電時(shí)間都有關(guān)系（實(shí)驗(yàn)中很好地運(yùn)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(shí)驗(yàn)才于1840年得到精確的結(jié)果——焦耳定律，同時(shí)為了使學(xué)生加深對焦耳定律的認(rèn)識，又從電能轉(zhuǎn)化和歐姆定律推出了公式Q=I2Rt，這時(shí)啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面來學(xué)習(xí)、研究物理

3、問題也有一定的作用。為了使學(xué)生對課程標(biāo)準(zhǔn)中的“在電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比”有更深的理解，教材在50頁設(shè)計(jì)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(shí)際出發(fā)，通過生活中兩方面的事例加以說明。 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)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(shí)有一個(gè)什么共同特點(diǎn)？ ［生］都要消耗電能。 ［生］都會產(chǎn)生熱。 ［師］同學(xué)們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)，一定能舉出許多電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會發(fā)熱的例子 這種現(xiàn)象這叫電流的熱效應(yīng). 板書：電流的熱效應(yīng) ［師］在前面課程小燈泡的發(fā)光實(shí)驗(yàn)中

4、，同學(xué)們曾有意地去觸摸過小燈泡，感覺小燈泡（同學(xué)們一起說）熱.有沒有同學(xué)觸摸過導(dǎo)線，如小燈泡連接的導(dǎo)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(dǎo)線也沒感覺到熱. ［師］同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題：導(dǎo)線和用電器中流過的電流相同嗎？ ［生］相同. ［師］導(dǎo)線和用電器中流過了相同的電流，用電器發(fā)熱而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這是為什么？今天同學(xué)們就來一起探討電流經(jīng)過用電器時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么有關(guān). （二）、進(jìn)行新課 一．電流的熱效應(yīng) ［想想做做］方法一： ［師］同學(xué)們四人一組，選擇你們面前的儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，討論如何做，有什么問題可以提出來. ［

5、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(shí)間可能要長一些才能從溫度計(jì)上讀出溫度值.原因同學(xué)們在后續(xù)課程中將會找到答案.誰能回答第二個(gè)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(yīng)該是控制變量法. ［師］同學(xué)們?nèi)绻麤]有什么問題，可以開始實(shí)驗(yàn). （學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡視，提醒同學(xué)們注意安全） ［生］兩個(gè)瓶中溫度不同. ［生］浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計(jì)指示的溫度高. （引導(dǎo)學(xué)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：

6、 學(xué)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(yīng)與電阻的定性關(guān)系。 ［師］剛才有同學(xué)問，為什么把金屬絲做成螺旋狀，直的不行嗎？請同學(xué)們看下面的演示. ［演示］電熱切割（可讓1~2位同學(xué)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4~6 V的蓄電池組上.同時(shí)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(gè)同學(xué)歸納的結(jié)論嗎？ （同學(xué)們開始議論.教師

7、提醒大家：他是不是忽視了一個(gè)重要條件：從實(shí)驗(yàn)考慮） ［生］電阻絲和銅絲在同一個(gè)串聯(lián)電路中，它們工作的時(shí)間相同. ［生］應(yīng)該說，在電流和通電時(shí)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(shí)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(yīng)與電阻的關(guān)系了，那跟電流有什么關(guān)系呢？同學(xué)們能否設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？ ［生］討論后得到實(shí)驗(yàn)方案 ［強(qiáng)調(diào)］控制變量的重要。 ［演示］演示實(shí)驗(yàn) ［師］這個(gè)實(shí)驗(yàn)又說明了什么問題呢？ ［生］在通電時(shí)間一定、電阻相同的情況下，通

8、過電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。 ［師］ 同學(xué)們再來思考一下，電流的熱效應(yīng)還跟什么因素有關(guān)？ ［生］時(shí)間，比如電視機(jī)通電越久，機(jī)身就越熱。 ［師］剛才我們從第一個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以看到，銅絲或鎳鉻合金通電時(shí)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(gè)實(shí)驗(yàn)我們知道了電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟導(dǎo)體的電阻、電流和通電時(shí)間都有關(guān)系。其實(shí)早在1840年英國物理學(xué)家焦耳就精確地確定了它們的關(guān)系，得到了焦耳定律。 （學(xué)生閱讀焦耳定律的內(nèi)容） 板書：Q=I2Rt Q——熱量——焦耳（J）. I——電流——安培（A） R——電阻——?dú)W姆(Ω) t——時(shí)

9、間——秒(s) 引導(dǎo)學(xué)生利用電功率的表達(dá)式P=IU和歐姆定律I=.推導(dǎo)出焦耳定律。 ［強(qiáng)調(diào)］在說到兩個(gè)物理量“成正比”“成反比”的時(shí)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(dǎo)體的電阻是2 Ω，通過2 A的電流時(shí)，在1min內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？ （教師引導(dǎo)學(xué)生分析、演算、要求一名學(xué)生板演） 解：由題知：R=2 Ω I=2 A t=1min=60s Q=I2Rt =（2 A）2×2 Ω×60s =480J （同學(xué)們在演算過程中，教師要提醒大家注意：代入計(jì)算的時(shí)候，要將電流的單位“A”一起平方 ，同時(shí)要注意單位的統(tǒng)一。） ［師］我們通過實(shí)驗(yàn)

10、、觀察、利用公式推導(dǎo)得出了電流熱效應(yīng)跟什么因素有滾.同學(xué)們現(xiàn)在能不能回答本節(jié)開始時(shí)的問題？ ［生］導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(xué)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(xué)們舉出的都是利用電來加熱的設(shè)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(xué)們觀察電爐由什么組成？ ［生］主要是

11、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(shí)際考慮，電爐絲應(yīng)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(yīng)該很大. ［生］爐絲還應(yīng)有較高的熔點(diǎn)，這樣它在發(fā)熱時(shí)才不容易燒斷. ［師］同學(xué)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(diǎn)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(xué)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(diǎn)高的金屬導(dǎo)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

12、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(xué)們知道了利用電熱的好處.但有些時(shí)候，有些地方的電熱我們是不需要的，還要設(shè)法防止.有關(guān)的內(nèi)容，大家了解的有哪些呢？ ［生］電機(jī)使用過程中會發(fā)熱，如果連續(xù)使用時(shí)間過長，還會燒壞電機(jī). ［生］有些導(dǎo)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(jī)開的時(shí)間長了會發(fā)熱.電視機(jī)后蓋上有許多孔，就是為了能通風(fēng)散熱. ［生］電腦中還裝有風(fēng)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(fēng)扇，也是為了快點(diǎn)散熱. ［生］農(nóng)村抽水、磨面

13、用的電動機(jī)連續(xù)工作一段時(shí)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(jī)散熱窗或錄音機(jī)散熱窗，加深學(xué)生印象。 ［師］同學(xué)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(xì)閱讀，并分析說明其中的道理. ［投影］ 教師引導(dǎo)學(xué)生著重注意以下內(nèi)容：將電器置于通風(fēng)良好處；勿使電器淋雨或受潮，長期不用的電器隔一段時(shí)間應(yīng)該通電一次. ［生］電器工作時(shí)，置于通風(fēng)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(shí)間要通電，是為了利用電熱來驅(qū)潮，是電熱的利用. ［師］同學(xué)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(xué)習(xí)了如下知識 1．電流的熱效應(yīng) 2．焦耳定律. 3．電熱的利用及防止. （四）、板書設(shè)計(jì) 一．電流的熱效應(yīng) 二．焦耳定律 Q=I2Rt Q——熱量——焦耳（J）. I——電流——安培（A） R——電阻——?dú)W姆(Ω) t——時(shí)間——秒(s) 三．電熱的利用和防止