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2019-2020年九年級(jí)物理全冊(cè) 18.4 焦耳定律教案1 （新版）新人教版 課標(biāo)依據(jù) 3．4．6　通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律說(shuō)明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象。 一、教材分析 《焦耳定律》人教版初中物理教材九年級(jí)第十八章第四節(jié)的內(nèi)容，用1課時(shí)進(jìn)行教學(xué)。本節(jié)課內(nèi)容主要有四部分，一是電流的熱效應(yīng)；二是探究電流的熱效應(yīng)與那些因素有關(guān)，三是焦耳定律；四是電熱的利用和防止。電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生熱，學(xué)生是有生活體驗(yàn)的，但流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的快慢跟什么因素有關(guān)？有什么關(guān)系？這是學(xué)生所不知的，教材在學(xué)生學(xué)習(xí)了電能、電功率知識(shí)后及時(shí)地安排了本節(jié)課，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，此外教材在學(xué)生知道了焦耳定律以后，及時(shí)地安排了電熱的利用和防止的內(nèi)容，充分體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，“學(xué)以致用”的新的教育理念。本節(jié)課也為下一節(jié)安全用電的教學(xué)做了某些知識(shí)準(zhǔn)備，本節(jié)課在全章中起著舉足輕重的作用。 二、學(xué)情分析 知識(shí)技能方面，學(xué)生在第十七章中已學(xué)習(xí)了歐姆定律，通過(guò)本章前三節(jié)的教學(xué)，學(xué)生對(duì)電能、電功率知識(shí)已有了一定的了解。對(duì)于一些探索性問題，學(xué)生已有了初步的探究意識(shí)，同時(shí)也具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力。 心理方面，學(xué)生對(duì)很多科學(xué)問題總是有很濃的興趣，很想探究這些問題，但卻不知從何下手，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力有待提高。 三、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．能通過(guò)實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。 2．能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出電熱的大小與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，知道焦耳定律。 3．會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算，會(huì)利用焦耳定律解釋生活中電熱利用與防治。 （二）過(guò)程與方法 體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，了解控制變量的物理方法，提高實(shí)驗(yàn)探究能力和思維能力。 （三）情感態(tài)度和價(jià)值觀 會(huì)解釋生活中一些電熱現(xiàn)象，通過(guò)學(xué)習(xí)電熱的利用與防止，學(xué)會(huì)辯證地看待問題。 四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 對(duì)焦耳定律的理解及焦耳定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn) 電流做功和電熱的區(qū)別和聯(lián)系 五、教法學(xué)法 探究教學(xué)法 談話教學(xué)法 合作學(xué)習(xí)法理論聯(lián)系實(shí)際法 六、教學(xué)過(guò)程 師生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 直接引入 一、電流的熱效應(yīng) （l）燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？ （2）電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺？ 生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。這種現(xiàn)象就叫做電流的熱效應(yīng)。 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 聯(lián)系生活實(shí)際，創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。 問題及 猜想 二、焦耳定律 問題1：電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)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(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)? 猜想：與電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān) 通過(guò)問題調(diào)動(dòng)思維，培養(yǎng)分析及設(shè)計(jì)的能力。 實(shí)驗(yàn) 演示實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系 結(jié)論：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。 演示實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系 結(jié)論：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越 多。 視頻演示 使用空氣盒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果更明顯 本實(shí)驗(yàn)只進(jìn)行粗略驗(yàn)證 不要求找出定量關(guān)系 焦耳定律 焦耳介紹：焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英國(guó)物理學(xué)家。用近 40 年的時(shí)間做了 400 多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，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(shí)間的關(guān)系。我們稱其為焦耳定律。 焦耳定律 1．內(nèi)容：電流通過(guò)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(shí)間成正比。 2．公式：Q = I2Rt 3．單位：焦耳（J） 通過(guò)對(duì)焦耳的介紹引出焦耳定律內(nèi)容及相關(guān)知識(shí) 電能和電熱關(guān)系 三、電能和電熱關(guān)系 1．當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)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、白熾燈等。 2．當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能： 電能= 內(nèi)能+機(jī)械能 W＞Q熱 例題：一根 60 Ω 的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量? 對(duì)比電能與電熱引出純電阻電路的計(jì)算時(shí)熱功當(dāng)量問題，并通過(guò)一個(gè)例題的兩種解法強(qiáng)化熱功當(dāng)量問題 電熱的利用和防止 四、電熱的利用和防止 利用和防止是辯證的問題，任何事物都具有兩面性，要用辯證的觀點(diǎn)看問題。 如何散熱 課堂練習(xí) 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(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時(shí)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(shuō)電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說(shuō)，電阻越大，單位時(shí)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?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。 通過(guò)解決問題，引出二者適用的條件，加深公式的理解 學(xué)習(xí)小結(jié) 1、焦耳定律內(nèi)容、公式、單位 2、公式的適用范圍 3、焦耳定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1、標(biāo)有“220V 40W”電熱器安裝在220V的電路中，工作100s后，所消耗的電能是 J，通過(guò)電熱器的電流是 A，產(chǎn)生的熱量是 J。 2、下列電器中，不屬于電熱器的是（ ） A．電飯鍋 　　 B.電熨斗　　　　　C.電風(fēng)扇 　　 D.電烤爐 3\家庭電路使用的電爐，電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，當(dāng)電爐絲發(fā)熱發(fā)紅時(shí)，連接導(dǎo)線卻不熱，這是因?yàn)椋? ） A.通過(guò)電爐絲電流比通過(guò)連接導(dǎo)線的電流大 B.通過(guò)電爐絲電流比通過(guò)連接導(dǎo)線的電流小 C.電爐絲兩端電壓比連接導(dǎo)線兩端電壓小　 D.電爐絲的電阻比兩節(jié)導(dǎo)線的電阻大 4、下列情況中防止電熱危害的是（ ） A.電視機(jī)背后有散熱窗　　 B.家電長(zhǎng)時(shí)期不使用，隔一段時(shí)間要通電一次 C.家庭電路一般安裝的漏電保護(hù)器　　 D.大型爆破工程用電熱引發(fā)炸藥 5、小宇同學(xué)按如圖所示的裝置，研究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系”。圖中兩只燒瓶?jī)?nèi)盛有質(zhì)量和溫度相同的煤油，溫度計(jì)顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，銅絲的電阻比鎳鉻合金絲的電阻小。 ①閉合開關(guān)后，通過(guò)兩段金屬絲中的電流是 的。 ②一段時(shí)間后，可觀察到A瓶中溫度計(jì)的示數(shù) （填“大于”、“小于”或“等于”）B瓶中的溫度計(jì)的示數(shù)。 ③由上述實(shí)驗(yàn)可知，在電流和通電時(shí)間都相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量 。 拓展延伸 6、某導(dǎo)體的電阻是2歐姆，通過(guò)2A的電流時(shí)，1分鐘產(chǎn)生多少焦耳的熱量？ 7、一只額定功率是450W的電飯鍋，在220V的額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少焦耳的熱量？ 8.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時(shí)的電阻是1210歐姆，它的額定功率是多大？在額定電壓下通電10分鐘產(chǎn)生多少熱量？