2020人教版九年级全一册同步备课：18.4焦耳定律教案

1、九年级全一册同步备课：18.4焦耳定律教案+同步练习18.4焦耳定律教案教学目标知识与技能 1.知道电流的热效应。 2.知道焦耳定律。3.知道利用和防止电热的场合和方法。 过程和方法 通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。 情感、态度与价值观 1.通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。 2.通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识。教学重难点重点通过实验探究电流热效应跟哪些因素有关。难点组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论.教材分析“电与热”是电能和电功率之后的一个学习内容，在本章教材的编写顺序（电能电功率测量小灯泡的功率电与热电功率和安全用电）中起着承上启下的作

2、用。电和热是学生生活中熟悉的用电器入手，使学生进一步认识电和热的关系， 通过实验说明电热与电阻、电流、通电时间都有关系（实验中很好地运用了控制变量和转换的研究方法），指出焦耳经过大量实验才于1840年得到精确的结果焦耳定律，同时为了使学生加深对焦耳定律的认识，又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt，这时启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。为了使学生对课程标准中的“在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比”有更深的理解，教材在50页设计了“想想议议”问题。对于电热的利用和危害的防止，教材也是从生活实际出发，通过生活中两方面的事例加以说明。教学过程一、创设情

3、景，导入新课老师给学生展示：给白炽灯和电风扇通电相同的时间，让学生分别触摸白炽灯和电风扇的电动机部分，体验一下有什么感觉？为什么通电相同的时间，发热程度不同？能否解释这一现象？从学生的质疑中导入新课。二、讲授新课知识点一：电流的热效应活动1：课件展示，让学生分析这些用电器在工作的过程中的共同特点是什么？活动2：小组之间交流、讨论这些用电器工作时能量的转化情况。归纳总结：（1）总结：电流通过这些用电器后，都伴有热现象产生。（2）电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。活动3：让学生走进生活，列举出生活中你见到的用电器有哪些？它们之间的能量转化是怎样的？哪些是利用了电流的热效应？哪

4、些是防止电流的热效应？总结：电热既有有利的一面也有不利的一面，电热器是利用电流的热效应；但在很多情况下我们并不希望用电器温度过高，因为温度过高会影响用电器的使用寿命，会使绝缘皮老化，甚至引起火灾，电视机的后盖有许多小孔，就是为了通风散热；电动机的外壳有许多散热片，也是为了降温。知识点二：焦耳定律1实验探究电影响电流产生热量的因素提出问题：根据导课时的问题，请同学们猜想一下，电流通过不同的导体时产生的热量为什么不同？电流产生的热量与哪些因素有关？小组之间交流、讨论，阐明自己的观点。猜想：可能与电流、电阻和通电时间有关设计实验：根据猜想，小组之间设计实验，交流讨论出探究的方法、实验中电流产生的热量

5、如何表现出来？探究分为几步完成？根据每个小组的发言和交流，师进行补充和总结，出示课件，展示内容：探究方法：控制变量法研究问题的方法：转换法。即实验中通过U形管两边的液面的高度的变化转化为产生热量的多少。探究步骤：（1）取两个阻值不同的电阻串联起来，通电相同的时间，观察U形管两边的液面的高度的变化；（2）取两个阻值相同的电阻，让其通过的电流不同，加热相同的时间，观察U形管两边的液面的高度的变化。实验结束后，学生上讲台，将实验报告投影出来，并重点就结论、电路图、实验步骤、实验设计思想进行交流，生生、师生互问、互辩。归纳总结：（1）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。（2）在通电

6、时间一定、电阻相同的情况下，通过电流越大，导体产生的热量越多。2焦耳定律活动1：从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热的多少跟导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系，得到了焦耳定律，让学生自学P100的内容，完成下列问题：（1）焦耳定律的内容？（2）焦耳定律的表达式？各个物理量的单位？活动2：学生结合自己的认识，完成课件展示的内容，并归纳总结。归纳总结：（1）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。（2）公式：公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（），通电时间t的

7、单位要用秒（s）。这样热量的单位就是焦耳（J）。活动3：针对焦耳定律，老师进一步的延伸拓宽。出示课件展示。延伸拓宽：电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q等于消耗的电能，即Q=W=UIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式。故此时W和Q的关系为：。知识点三：焦耳定律的综合计算活动1：出示课件，展示问题：首先让学生讨论、分析出思路，然后再交流，得出答案。典例：某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R1和R2均为电热丝且电阻值恒定根据师生们的设计，求：（1）电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量（2）电热丝R1的阻值（3）

8、电烘箱在低温档时正常工作时，R2的功率思路导引：（1）利用公式P=是否可以分析电路图中低温档和高温档的电路图。（2）能否正确的选择出公式进行计算。格式：解：（1）高温档时，只R1接入电路，由机器铭牌可知，电流为5A，电压为220V，则Q=W=UI高t=220V×5A×60s=66000J；（2）高温档时，由欧姆定律得：R1= =44；（3）低温档时，两电阻为串联，低温档总功率：P=UI低=220V×2A=440W，R1的功率P1=I低2R=（2A）2×44=176W；所以P2=P-P1=440W-176W=264W拓宽延伸：如图是小林家里电热水器的工作原

9、理图，两根加热管电阻相同电热水器功率有高、中、低三档当S1断开，S2接b时，其功率为低档，大小为1000W（1）请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦（不必写出推导过程）（2）小林选用某功率档加热水箱里的50L水，水温升高40用了40min，求此过程电热水器的效率。水的比热容c=4.2×103J/（kg·） 【点拨】（1）当S1断开，S2接b时，两加热管电阻串联；当S1闭合，S2接a时，加热管电阻并联；当S1闭合，S2接b时，电路为一根加热管电阻的简单电路；根据电阻的串并和P=求出电热水器的高、中档功率；（2）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据Q吸=cmt求出水

10、吸收的热量，根据W=Q吸=Pt求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热档位，再根据W=Pt求出消耗的电能，利用= ×100%求出过程电热水器的效率。【自主解答】归纳总结：在分析用电器的多档位问题时，主要明确，高温档是功率最大，低温档时功率最小，但用电器无论是处于高温档还是低温档，用电器接入电路的电压是一定的，故将分析档位问题转化为分析电阻问题再结合欧姆定律、电功率的有关计算公式展开分析，得出答案知识点四：利用焦耳定律解释生活现象活动1：出示课件，展示问题，让学生交流、讨论阐明每一个小组的解题思路。典例2：小明家搞装修，为了美观，想把所有电线都埋藏在墙壁里（俗称走暗线）小明在查阅有关资

11、料时了解到：埋藏在墙壁里的电线，要整条铺设，不能在墙壁里中途接驳请你运用电学的相关知识解释其道理（提示：导线接驳处的电阻增大）思路：由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比导线接驳处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，而导线接驳处电阻比较大，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。解答：在家庭电路中，导线接驳处因接触不良，该处的电阻较大，因为导线接驳处与其他导线串联在电路中，所以通过的电流相等、通电时间相等，由公式Q=I2Rt可知接驳处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。归纳总结：利用焦耳定律来解释生活中的相关现象时，首先从题意

12、中获取信息，找出题意中的变量和定量，结合公式Q=I2Rt展开分析。三、板书设计焦耳定律四、教学反思焦耳定律是电功率知识的一个升华，对电学内容起着承上启下的作用。授课过程中我从学生生活中熟悉的用电器入手，使学生进一步认识电和热的关系，自然的导出电流的热效应，然后通过通电相同时间，白炽灯和电风扇的发热程度不同，让学生猜想电流产生热量的影响因素，进而通过实验说明电热与电阻、电流、通电时间都有关系（实验中很好地运用了控制变量和转换的研究方法），最后指出焦耳经过大量实验才于1840年得到精确的结果焦耳定律，同时为了使学生加深对焦耳定律的认识，又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt，这时启发学生从实

13、验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。本节课是焦耳定律内容的延伸，故在授课的过程中我采用利用焦耳定律来解决生活中的实际问题导入新课，让学生领悟出生活中的物理知识。然后切入主题。从电路的多档位问题应用入手，在处理综合计算问题时，我首先出示例题，让学生在思维与思维的碰撞中得出解答问题的思路。总结出解答问题的方法技巧。为了使学生对知识应用自如，我还设置了拓宽延伸的试题，让学生在利用焦耳定律的同时，体会到生活中的物理。由于这节内容的是一个难点，导致在处理例题的计算时，不能够全面的照顾到每一位同学，使得有些同学还存在一知半解的状况，希望在以后的教学中注意这一方面。同步练习：1.将规格都是“2

14、20V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法错误的是()A.三个电器产生的热量一样多B.电流通过三个电器做功一样多C.三个电器消耗的电能一样多D.电烙铁产生的热量最多答案：A2.陈师傅在检修一只1000W的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长，这样再接入原电路中时，其实际发热功率将()A.小于1000WB.等于1000WC.大于1000W D.无法判断答案：A3.当温度下降到很低时，部分导体电阻会突然消失，这种现象称为超导现象，假如白炽灯灯丝、电动机内线圈、电饭锅的发热板、电熨斗发热电阻

15、都是用超导材料制作的，则通电后下列说法正确的是()A.灯仍发光B.电动机运转且效率比原来更高C.电饭锅仍能煮饭D.电熨斗仍能熨衣服答案：B4.关于电热和电热器有以下几种说法，正确的是()A.电热只有积极作用而无消极作用B.电热器的电阻越大，电流通过它时产生的热量就越多C.电炉、电烤箱、电吹风、电熨斗、电风扇等都是电热器D.500W的电热器连续正常工作2h就消耗 1kW·h 的电能答案：D5.下图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是()A.左侧容器中电阻丝的阻值比右

16、侧容器中的大B.该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系C.该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟电阻大小的关系D.U形管中液面高度发生变化是由U形管中液体的热胀冷缩造成的答案：C6.小明家新买了一个规格为800W的电热水壶，他经过几次实验后发现，晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长，你认为主要原因是()A.晚间大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多B.晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压C.晚间水蒸发更快，带走更多的热量D.晚间环境温度比早晨的温度低答案：B7.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要原因是()A.通过导线的

17、电流小于通过电阻丝的电流B.导线的绝热皮隔热C.导线的电阻远小于电阻丝的电阻D.导线散热比电阻丝快答案：C8.甲、乙两只电炉标有“220V500W”和“220V1000W”字样，把它们串联在220V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是，将它们并联在电路中，产生热量较多的是(选填“甲”或“乙”)。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率的比值为。 答案：甲乙0.449.某同学猜想电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。为了探究电流通过导体产生的热量与电流是否有关，所用的实验器材有:电压为6V的电源、电流表、滑动变阻器、停表、开关各一个，与U形管相连的塑料盒一个(盒

18、内密封着空气，盒内电阻丝的阻值为10)，导线若干。(1)用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整。(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到(选填“a”或“b”)端。 (3)该实验是通过来反映电流通过电阻丝产生热量多少的。 (4)该同学设计实验时，将三次实验的通电时间均设定为15s，三次实验预设的电流分别为I1、I2、I3，则该同学进行第一次实验的操作是闭合开关，   。 答案：(1)如图所示(2)a(3)U形管液面的高度差(4)调节滑片,使电流表的示数为I1,断开开关,冷却适当时间,然后通电15 s,观察U形管的液面高度差,并记录10.电吹风是现