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2019-2020年九年級物理全冊《18.4 焦耳定律》教案 （新版）新人教版 教學目標： （一）知識與技能 1、知道電流的熱效應； 2、理解焦耳定律的內容、公式、單位及其運用。 （二）過程與方法： 知道科學研究中常用的等效替代法和控制變量法在本節(jié)實驗中的運用。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過對焦耳生平的介紹，培養(yǎng)學生熱愛科學，勇于克服困難的決心和信心。 教學重點： 電流的熱效應跟電阻大小的關系 教學難點：實驗操作過程 教學方法：演示法、觀察法、討論法。 教學過程： （一）創(chuàng)設情境，引入新課 教師出示一些電器的圖片，讓學生觀察，提出問題： （1）比較它們有何不同？ （2）燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？ （3）電風扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？ （4）電能在轉化為其他形式能的時候，為什么都要發(fā)熱？影響它們發(fā)熱的因素是什么？ （5）它們發(fā)熱時有什么規(guī)律？ 學生活動：觀察、思考、討論回答問題。 （二）新課教學 1、電流的熱效應 電流通過導體時，電能要轉化成熱，我們把這種現象叫做電流的熱效應。 2、探究：電流產生的熱跟哪些因素有關 （1）猜想 ①可能與電壓有關，因為電壓越大，電爐中產生的熱越多； ②可能與電阻有關，因為電爐絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導線卻不太熱； ③可能跟電流有關，因為常聽說，電流大容易引發(fā)火災。 教師補充：電流、電壓和電阻三個量之間是有聯系的，明確了二個量就可以再確定另外一個量，故我們研究電流、電阻與導體產生熱量的關系就可以了。 （2）設計實驗（采用控制變量法） ①如何控制電流一定時電阻的變化？ ②如何控制電阻一定時電流的變化？ ③如何比較電流產生熱的多少？(轉換的思想) 方案： 第一次實驗：把兩個電阻放在煤油中或密閉的空氣盒中，使之它們產生的熱對煤油或空氣加熱。使兩電阻絲串聯，以保證它們的電流相等；讓甲瓶的電阻相對乙瓶中的較大，觀察兩瓶中煤油或空氣的膨脹程度，如圖1所示。 第二次實驗：欲使其電阻一樣，電流不等，可以在兩個相等的電阻上再并聯一個等值的電阻絲，則干路和支路上的電流不相等，如圖2所示。 （3）進行實驗 ①被加熱的物質是煤油。 介紹課本上實驗。 ②被加熱的物質是空氣。 老師使用電熱效應演示器一臺進行演示，學生觀察。 ③播放課件：用凡士林將火柴粘在串聯的電阻絲上，接通電源，過一會兒發(fā)現，電阻大的火柴先掉下。 ④用兩段不同材料電阻絲和一根長竹片制成的弓型的電熱鋸，串聯后接入電壓為4~6 V的蓄電池組上。切割泡沫塑料。感覺電阻絲細的部分切割快，而粗的部分切割遲鈍。 （4）分析論證 ①在通電電流一定的條件下，電阻越大，電流產生熱的功率就越大，精確的實驗表明：電流產生熱的功率與電阻成正比。 ②在電阻一定的條件下，電流越大，電流產生熱的功率也越大，大量的精確實驗表明：電流產生熱的功率與電流的平方成正比。 （5）結論 上述關系式用公式表示為：P=I2R 3、理論推導 由P=UI與歐姆定律的變形式U=IR綜合得出P=I2R 4、焦耳定律 英國物理學家焦耳通過大量的實驗于1840年最先精確地確定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，跟通電時間成正比的結論，這與我們剛才得出的發(fā)熱功率與電流、電阻的關系是一致的，于是人們?yōu)榱擞涀∷堰@個規(guī)律叫做焦耳定律。其公式為：Q=I2Rt。 公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆(Ω)，通過的時間t的單位要用秒(s)這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）。 5、電熱的利用和防止 （1）任何用電器工作時都是產生電熱。因為用電器都是由一定阻值的導體組成的，導體中或多或少都有電阻，所以電流通過這些電阻時都會發(fā)熱。 （2）電熱的利用 凡是加熱的裝置都利用了電熱。請大家舉一些實子說明。 （3）電熱的防止 不是想把電能轉化為熱能，而是想轉化為機械能、化學能等裝置的用電器都需要防止電熱的產生。如電視機的散熱窗、電動機的散熱風扇等。 （三）課堂小結 學生自己總結本節(jié)課所學內容并與同學交流