宁夏海原县李俊中学九年级物理上册 6.3 焦耳定律教案 教科版.doc

6.3 焦耳定律
教学目标
（一）知识与技能
1、知道电流的热效应
2、理解焦耳定律，会用焦耳定律进行计算
3、能用焦耳定律解释简单的现象
（二）过程与方法
通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。
（三）情感、态度与价值观
通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
教学重点难点
【教学重点】电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系
【教学难点】理解焦耳定律
教学方法
等效法、实验法
课前准备
部分家庭电路演示板、两个不同规格的灯泡、多媒体课件等。
教学过程
一、引入新课
问：用电器通电后会发热，这是为什么？（2分钟）
学生回答：是电流的热效应。
二、出示教学目标（1分钟）
三、进行新课：
问1：点亮的小灯泡过一会会烫手，这是为什么？（2分钟）
学生答：电流的热效应（个别学生可能还有问题）（设计意图：将物理问题生活化，激发学生的好奇心）
教师适当补充说明电流的热效应
问2：电炉丝通过导线接入电路中，电炉丝很热而导线安然无恙，这是为什么？（2分钟）
问3：电流通过导体产生的热量跟什么因素有关？（3分钟）
提出猜想：
1. 与通过导体的电流有关
2. 与导体的电阻有关
3. 与通电时间有关
实验方法：控制变量法
演示实验（一）： 探究电热与电阻的关系（用部分家庭电路演示）（7分钟）
（1）问：该实验的原理是什么？观察什么？
两个规格不同的灯泡串联起来接在部分家庭电路中，通电一段时间，用手触摸两个灯泡的温度高低。
（2）问：该实验的目的是什么？（研究电流通过导体产生的热量跟电阻有关）
（3）介绍部分家庭电路的实验装置，告诉学生两个灯泡A B的电阻不同，将它们串联起来，通电后，IA＝IB，触摸两灯泡的温度高低）。
（4）教师演示实验，并让学生亲自感受温度。
（5）实验结果分析：
问：比较A、B两灯泡，什么相同？，什么不同？两灯泡的温度不同，说明什么？
引导学生回答：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
演示实验（二）： （如图所示） （视屏演示）（10分钟）

I = 2I1

I

A
R =10Ω
R = 10Ω
R = 10 Ω
I1

10Ω

10Ω
10Ω

（1）问：该实验的原理是什么？观察什么？向学生讲述：当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使密闭容器中空气的温度升高，体积膨胀，压强增大，u型管中液面的高度就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们就可以通过u型管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
（2）问：该实验的目的是什么？（研究电流通过导体产生的热量跟电流有关）
（3）介绍如图所示的实验装置，告诉学生两个密闭容器中电阻丝A B的电阻相同，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此，通过两个容器中电阻的电流不相同。通电后，IA与IB不同，观察两个u型管中液面高度的变化）。
（4）教师视频演示实验，记录下在同一时刻两个u型管中液面的高低情况。
（5）实验结果分析：
问：比较A、B两容器，什么相同？(R、t相同），什么不同？（I不同，IA>IB；u型管中液面高度的变化不同），说明什么？
学生观看视频，总结实验结论。
引导学生回答：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。教师指出：进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比。
问4：师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。（5分钟）
（1）①内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比
②公式：Q＝I2Rt。
③单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦。
注意：焦耳定律是实验定律，在此可向学生讲一些焦耳的故事。（设计意图：以激发学生勤奋学习，不怕困难，勇于探索的精神。）
（2）根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。（5分钟）
若电流做的功全部用来产生热量即Q＝W，
又∵W＝UIt，
根据欧姆定律U＝IR，
∴Q＝W＝UIt＝I2Rt。
（3）指出：焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q＝W＝UIt＝Pt＝U2/Rt来计算热量。
（4）例题：（3分钟）
例：课本101页中的［例题］，解此题也可直接用Q＝U2/Rt进行计算。能用几种方法解此题？
一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?
解：
I =　U/R =　36V/60O欧　　= 0.6 A
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
（5）讨论：（先由学生说，然后在教师的引导下进行归纳）
①课文前面“？”中的为什么“觉察不出和电炉丝相连的电线发热”。
分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为电炉丝的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉丝产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，电炉丝热的发烫，而电线却感觉不到热。
②讨论课本本节101页中的“想想议议”，让学生自己说。（3分钟）
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
讨论小结：应用公式解释判断问题时，必须注意条件。
（四）小结：由学生自己总结本节课的收获（2分钟）
说明
Q＝W只对纯电阻电路（如灯泡、电炉等）适用，对非纯电阻电路（如含电动机的电路）不适用，这一点要向学生交代清楚。
（五）作业 课本102页 1、2 、3