2024九年级物理上册第十五章电能与电功率15.4探究焦耳定律教案新版粤教沪版

Page-1-15.4探究焦耳定律教学目标【学问与实力】1.通过试验探究，知道在电流肯定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。2.知道什么是电流的热效应及其电热现象的实质。3.了解焦耳定律，知道电热现象的应用和限制。【过程与方法】1.通过分析论证电热现象跟电阻之间关系的过程，体验科学思维方法，包括数学分析方法的意义。2.通过电热现象跟电阻之间关系的验证明验设计过程，领悟试验原理、限制变量方法、试验器材的选择、试验证据的收集、步骤的支配等因素在试验设计中的作用。【情感看法价值观】1.接着培育学生分析论证和试验验证的爱好。2.能从利弊两个方面相识电热现象，体验用辩证的思想观点分析问题。教学重难点【教学重点】焦耳定律。【教学难点】电功率的概念，用电功率的公式进行计算。课前打算多媒体课件等。教学过程一、新课导入1.演示试验：灯泡接入电路中，闭合开关，灯泡发光，提出问题：（1）灯泡在工作过程中，把什么能转化为什么能？学生回答：灯泡在工作过程中，把电能能转化为内能和光能。（2）在灯泡工作过程中，电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流是否相同？学生回答：相同。（3）电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流既然相同，那为什么灯泡灯丝热得发热发光，而导线几乎不发热呢？2.多媒体展示家庭电路中运用大功率用电器引起火灾的图片。指明：11月9日是我国“消防日”，据有关资料表明，城市火灾中的大部分火灾是因为运用大功率用电器，使电线发热而引起的。家庭电路中运用大功率用电器为什么会引起火灾？3.进一步分析（1）电灯在工作时把电能转化为内能和光能，人们利用电灯来照明。电炉子在工作时把电能转化为内能，人们利用电炉子来烧水等。（2）电风扇运用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？人们利用的是电风扇的什么能量？（3）提出问题：电流通过导体都要产生热量，有些设备是利用了电流通过导体产生热量，有些设备在工作时电流通过导体产生热量是有害的，为了更好的让电热为人类服务，又要削减电热对人类造成的危害，就要探讨电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，它们之间存在着什么样的规律。今日我们就学习：焦耳定律。二、进行新课1.电流产生的热量跟哪些因素有关（学生探讨）（1）引导学生依据日常生活中的现象进行分析：电流I，电热Q，电阻R，通电时间t（先引导学生分析电流产生的热量跟电流I、电阻R和通电时间t有关，使学生获得感性相识，为下面的试验打下基础。）（2）用试验进行探讨。学生探讨探讨方法:限制变量法。①当电流I、时间t相同时，探讨电热Q与电阻R的关系。②当电阻R、时间t相同时，探讨电热Q与电流I的关系。③当电流I、电阻R相同时，探讨电热Q与通电时间t的关系。（引导学生分析探讨多变量问题的方法——限制变量法，并在试验过程中详细运用，对学生进行探讨方法的教化。）（3）介绍试验器材：学生电源一个，开关一个，导线若干，滑动变阻器一个，量热器两个（4欧一个，16欧一个）温度计两只，打孔的橡胶塞两个，钟表一个。（4）试验原理：给量热器内的电阻丝通电，电阻丝通电后放出的热量被量热器内的空气汲取，量热器内的空气汲取热量后温度上升，电流通过电阻丝做功放出的热量越多，量热器内空气的温度上升得越高。用温度计测量量热器内空气温度上升的多少，就可以比较电流通过电阻丝做功放出的热量的多少。（5）试验设计：①电路图：通过学生探讨探讨设计出试验电路如图：让一个学生把本组设计的电路图画在黑板上，并进一步说明如何进行试验。②试验记录：由小组共同设计试验记录表格。③试验探究：四位同学分工合作进行试验探究，并记录试验数据。④归纳试验结论：四位同学共同探讨，归纳试验结论，电流通过导体产生的热量跟那些因素有关。（6）沟通探究结果：请一位同学将本组的试验数据写在黑板上，并阐述本组得到的结论。电流时间tR大=16欧R小=4欧电流I1=0.4A2min电流I2=0.8A2min①探讨电热Q跟电阻R的关系：电流I、通电时间t相同，电阻R越大，电热Q越多。②探讨电热Q跟电流I的关系：电阻R、通电时间t相同，电流越大，电热越多。③探讨电热Q跟通电时间t的关系：电流I、电阻R相同，通电时间越长，电热越多。2.焦耳定律焦耳简介：焦耳定律是英国物理学家焦耳经过多数次试验探究总结出来的。我们不仅要学习他发觉的定律，而且要学习他的刻苦钻研的精神。（1）内容：电流通过导体时产生的热量，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。留意：“电流产生的热量Q与电流的平方I2成正比”的含义是：当I1=2I2时，Q1=4Q2（2）公式：Q=I2Rt（3）单位：I——安，R——欧，t——秒，Q——焦。（4）说明：焦耳定律是从试验中总结出来的规律，它适用于任何状况下的电热的计算。3.理论推导：焦耳定律是焦耳在大量试验基础上归纳总结得出来的规律，还须要理论上的支持，我们能不能通过理论来推导出焦耳定律的数学表达式呢？学生探讨推导。电功当满意条件，电能—————内能（电热）时，有Q＝W（全部转化）W=UIt，且U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt∴Q=I2Rt通过理论推导，同样得出了焦耳定律的数学表达式，达到理论和实践的完备的统一。最终再让学生总结得出当电流通过导体做功全部转化为内能时热量的计算方法：①Q=W；②Q=UIt；③Q=Pt；④Q=I2Rt；⑤Q=（U2/R）t4.引导学生运用本节课探讨的结论解决实际问题。问题1：灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是事实上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？问题2：假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？（1）利用焦耳定律解决实际问题：①连接电路用的导线应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？②制作电炉子用的发热体应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？③制作电扇电动机线圈的导线应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？（2）再通过例题探讨可以用几种不同的方法求解电流通过导体产生的热量通过对实际问题的分析、探讨，材料的选择、及热量的不同计算方法的运用，提高学生运用物理学问解决实际问题的实力。进一步加深学生对物理学问的理解。在教学