九年级物理全册 第十八章 电功率 第4节 焦耳定律教案 （新版）新人教版-（新版）新人教版初中九年级全册物理教案.docx

第4节焦耳定律【教学目标】1.知识与技能理解电流的热效应。理解焦耳定律。知道理解和防止电热的场合和方法。2.过程与方法通过实验探究电流的热效应与电流、电阻的关系。3.情感态度和价值观具有对科学的求知欲、乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。【教学重点】电流产生的热量与电流、电阻大小之间的关系。【教学难点】理解焦耳定律。【教学方法】合作 探究 交流【教学用具】多媒体课件 焦耳定律演示器 【课时安排】1课时【教学过程】一、创设情境 导入新课 展示图片，讨论热量的来源，以此引入新课电热水器提供热水 电暖气提供热量 电熨斗熨烫衣物 电烤箱烘烤食品二、探究新知（一）电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。电暖气 电饭锅 电热孵卵器 电热毯等。知识拓展电流的三大效应电流的热效应 电流的磁效应 电流的化学效应交流讨论电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?猜想与假设1、可能与导体电阻大小有关电阻越大，电流热效应越大2、可能与电流大小有关电流越大，电流热效应越大3、可能与通电时间长短有关通电时间越长，电流热效应越大设计实验讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？ 控制变量法讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。实验原理：利用气体的热胀冷缩。 实验器材：两个透明容器中密封着等量的空气，容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电热的多少。实验装置：R1=5R2=10实验1：研究电热与电阻关系结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。实验2：研究电热与电流关系播放多媒体视频结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。焦耳，英国物理学家，用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。他的研究为能量守恒定律奠定了基础。焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为：Q = I2Rt电能与电热的关系1当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt=I2Rt如：电暖器，电饭锅，电炉子等。2当电动机工作时，消耗的电能主要转化为电动机的机械能：电能转化为机械能，WQ例题一根 60 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：电阻丝中的电流：5min电热丝产生的热量：Q = I2Rt =(0.6 A)260 300 s = 6 480 J 交流讨论额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?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。（二） 电热的利用和防止1. 电热的利用 用来加热 电热孵卵器电热器：用电来加热的设备。电热器的发热体：电阻大、熔点高工作原理：电流热效应 电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。电热的危害与防止防治方法：散热窗、散热片、散热风扇、通风等三、课堂小结 1、电流通过导体时，电转化为热的现象，叫电流的热效应。2、焦耳定律：Q=I2Rt3、利用电流热效应来工作的用电器叫电热器，电热器的发热体：电阻大、熔点大。4、要从通风、散热等角度来有效地防止电热的危害。四、 课堂练习1.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入220V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（ A ）A电烙铁 B电视机 C电风扇 D一样多2.电炉的电阻丝热得发红，而与它串联的铜导线却不发烫，这是因为铜导线（ A ）A电阻较大 B电阻较小C通过的电流较大 D通过的电流较小3.一台直流电动机，线圈电阻为0.5，接在12V的电源上时，通过的电流为2A，（1）这台电动机工作5min消耗多少电能？（2）有多少电能转化为机械能？解：（1）消耗的电能：W=UIt=12V2A300 s=7200J（2）五分钟，电流通过电动机产生的热量：Q = I2Rt=(2A)20.5 300 s= 6 00 J W机=W-Q=7200J-600J=6600J 五、 作业布置完成本节动手动脑学物理 板书设计18.4 焦耳定律一、 电流的热效应二、 实验演示电热的影响因素三、 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为：Q = I2Rt 纯电阻电路： Q=W=UIt=I2Rt如：电暖器，电饭锅，电炉子等。当电动机工作时，消耗的电能主要转化为电动机的机械能：电能转化为机械能，WQ四、电热的利用与防止【教学反思】本节主要内容是电流通过导体时，电能转化为内能时与电流、电阻、通电时间有关；电热的利用和防止。本节课的设计理念体现了从生活走向物理，从物理走向社会，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。通过学生的观察和生活经验，提出问题，进行分析，共同归纳总结。教学中应该充分地相信学生，给学生活动的空间，真正的让学生成为学习的主人，充分发挥学生的主体作用，充分调动学生学习的积极性，培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系， 使学生达到学以致用。