人教版九年级物理第十八章第四节焦耳定律.doc

焦耳定律教学设计一.、教材分析 、教材的地位和结构电流做功的过程实质上是电能转化为其他形式的能的过程，焦耳定律是能量守恒定律在电能和内能转化中的体现。本节教材从能量转化的角度引入电流热效应的概念，并通过实验探究电流热效应与电流、电阻和通电时间的关系，进而学习焦耳定律。本节内容既是电学计算的重要内容之一，又是电功和能量守恒定律的综合与扩展，是培养和提高学生思维能力和科学探究能力的重要环节。然后教材通过电流的热效应在生产、生活中的应用与前面的内容有机的结合，更好地体现了新课标的三维教学目标。 、教学目标： 知识与技能目标 1、知道电流的热效应. 2、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用. 3、了解电热在生产和生活中的应用及其危害的防止 能力与方法目标知道科学研究方法中常用的控制变量法和转换法在本节实验中的运用，培养学生的科学研究能力。 情感与态度目标 1、通过实验探究，培养学生严谨的科学态度。 2、通过了解物理学家焦耳的事迹，培养学生不懈追求科研创新的精神，激发学生热爱科学的情感。 3、通过学习电热的应用和危害的防止，培养学生理论联系实际及辩证唯物主义的思想意识。 、教学重点：实验探究及焦耳定律的理解和运用 教学难点：实验设计与探究，以及电功与电热的关系。 、教具与学具 电教器材：多媒体教学平台及课件 学生每组器材：:学生电源开关各一个，导线若干，焦耳定律演示器，水（加色），5电阻一个） 教师演示用器材：:与学生的基本相同，另加各种电热器（电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等）。二、教学程序 一）创设情境,引入新知 1、复习提问，为本节课作知识上的铺垫 电功的基本计算公式是什么？ 你能说出一些用电器工作时能量的转化情况？ 2、创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲，引入新课。 思考：给电灯、电饭锅、电风扇等电器通电后，触摸有关部位，会有什么感觉？这些热从哪里来？ 讨论得出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。 二）合作学习，,探究规律。1 1、利用生活中的现象引导学生提出问题，并结合生活实际进行猜想。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量的多少跟什么因素有关？（电流、电阻、通电时间）让学生讨论，培养学生合理猜想，并分析猜想的合理性。学会排除不合理猜想，引导学生进入实验。 2、设计实验 以小组为单位根据实验器材设计实验方案，教师不给任何提示，让学生放开思维去思考。 让小组汇报一下小组设计的实验方案，教师引导完成实验方案。讨论下列问题： 如何用实验来验证电热与电流、电阻、时间的关系。同学们想想：在前面的学习中，经常学到某个物理量由几个物理量决定，当讨论它与其中一个量的关系时，应该怎么办，采用什么方法？（控制变量法） 实验中如何比较热量产生的多少呢？（测温度比较法、热胀冷缩比较法：利用课件说明本节课实验器材是通过比较液柱升高的高度） 如何探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系？ （电流、通电时间一定，改变电阻） 如何利用电路使电流、通电时间相同，改变电阻呢？设计电路 （两个不同的电阻串联） 如何探究电流通过导体产生的热量与电流的关系？设计电路 （电阻、通电时间一定，改变电流） 如何探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系？ （选择任意一个电阻通电，观察温度是否随通电时间不断变化） 实验中如何比较热量产生的多少呢？（测温度比较法、热胀冷缩比较法：利用课件说明本节课实验器材是通过比较液柱升高的高度） 利用上述问题，引导学生利用控制变量法和转换法设计实验。 教师用多媒体平台展示某小组设计的实验电路图，结合该图，小结一下学生设计实验的过程，并统一认识和完善实验电路，利用多媒体展示实验电路及电路图。 3、学生分小组进行实验操作并记录有关实验数据，教师随时指导实验。 教师巡视各个小组，有选择地将两个小组的实验数据用多媒体平台展示出来，并请该组同学将数据转换成下面两个表所示内容。 4、请学生说说你能总结那些规律。教师引导得出焦耳定律，培养学生对实验数据综合分析归纳能力。电阻R/R1 = R2电流II1I2水柱升高的高度电流一定 R1 R2 电阻/510 水柱升高的高度 5、介绍科学家焦耳的事迹，培养学生不懈追求科研创新的精神，激发学生热爱科学的情感。 焦耳（James Prescott Joule，18181889），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通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。 6、理解焦耳定律 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。 焦耳定律公式：Q = Rt 单位：焦耳（J） 让学生了解焦耳定律的内容，掌握每个物理量及其单位，尤其是电流的二次方，记住公式。 三) 运用定律，实际应用 1、学生快速地计算例题中的电热，进一步熟悉公式（学生做，教师查看）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?再通过简单地练习，讨论电功与电热的区别与联系，加强知识的联系，培养学生系统学习的能力。 例题中也可以计算出电阻丝消耗的电能，那么电阻丝消耗的电能与电热之间有什么关系呢？ （只有当电流通过导体时，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（电功）W，即 Q = W = UIt = Rt （利用W = UIt和欧姆定律U = IR可直接推出） 如：电暖器，电饭锅，电炉子等电热器。 而当电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电动机的机械能： 电能内能+机械能WQ 2、讨论教材开头的问题：电炉通过导线接到电路中，导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？（电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小的多，相同时间内放出热量也少。） 3、讨论想想议议：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?（这两种情况下有不同的变量，前者是在电压一定时，电阻越小，电流越大，电热与电流是平方的关系，所以电流对电热影响较大。后者的前提是在电流一定时，电阻越大，电热越多。） 4、学习电热的利用和防止。多媒体展示常见一些用电器（电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、电烙铁、电动机金属外壳、电热小鸡孵化器），给这些用电器进行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。 分成两类 利用电热的有：电熨斗、取暖器、电饭锅、电烙铁、电热小鸡孵化器等。 防止电热的有：电视机散热孔、电脑主板风扇、电动机金属外壳等 教师总结电热在实际中有利用也有防止电热造成危害的，我们要利用辩证的态度来对待电热。 5、依据板书，课堂小结 6、布置作业