2023九年级物理下册 第十八章 电功率第4节 焦耳定律第1课时 焦耳定律教案 （新版）新人教版

2023九年级物理下册第十八章电功率第4节焦耳定律第1课时焦耳定律教案（新版）新人教版授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：九年级物理下册第十八章电功率第4节焦耳定律

第1课时焦耳定律

2.教学年级和班级：九年级

3.授课时间：45分钟

4.教学时数：1课时

教学内容：

1.焦耳定律的定义和表达式。

2.电流、电阻、通电时间与电热的关系。

3.焦耳定律在实际电路中的应用。

教学过程：

1.导入（5分钟）：

利用生活中的实例，引导学生思考电流通过导体时会产生热量的现象。

2.基本概念讲解（15分钟）：

介绍焦耳定律，给出表达式Q=I²Rt，解释各物理量的含义。

3.实验演示（15分钟）：

演示不同电流、电阻、通电时间下产生电热的实验，让学生直观地了解焦耳定律。

4.分析讨论（5分钟）：

让学生分组讨论实验结果，探讨电流、电阻、通电时间与电热的关系。

5.应用举例（5分钟）：

举例说明焦耳定律在实际电路中的应用，如电热水壶、电暖器等。

6.总结与作业布置（5分钟）：

总结本节课所学内容，布置相关作业，巩固学生对焦耳定律的理解。

教学资源：

1.课本：九年级物理下册（新人教版）

2.实验器材：电流表、电阻、导线、电源等

教学评价：

1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况等。

2.作业完成情况：检查学生作业的完成质量，了解学生对焦耳定律的掌握程度。

3.实验报告：评估学生在实验过程中的观察、分析、总结能力。教学目标分析本节课旨在培养学生的物理核心素养，特别是科学探究和物理观念的形成。通过焦耳定律的学习，使学生能够：

1.理解并掌握焦耳定律的表达式及其物理意义，形成对电能与电热转换的深刻认识，增强物理观念。

2.通过实验探究，观察电流、电阻、通电时间与电热的关系，培养科学探究能力和实证意识。

3.将焦耳定律应用于实际电路分析，提高问题解决能力，增强科学思维。

4.感受物理在生活中的应用，激发学生对物理学习的兴趣，培养科学态度和价值观。学习者分析1.学生已经掌握了相关知识：在九年级物理课程中，学生已经学习了电流、电阻的概念，了解了欧姆定律，并对电路的基本连接方式有了初步的认识。此外，学生还掌握了简单电路中的能量转换，为学习焦耳定律打下了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：九年级学生对物理实验和实际应用有较高的兴趣，喜欢通过观察和动手操作来学习新知识。他们的抽象思维能力逐渐增强，能够理解复杂的物理概念。在学习风格上，学生更倾向于合作学习和探究式学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：焦耳定律涉及电流、电阻和时间的乘积，计算过程相对复杂，学生可能会在理解公式和进行相关计算时遇到困难。此外，将焦耳定律应用于实际电路分析时，学生可能难以把握影响因素，从而在解决问题时感到挑战。在实验探究过程中，对实验数据的准确读取和合理分析也可能是学生需要克服的难题。教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都准备了九年级物理下册教科书，特别是第十八章电功率的相关内容。

-准备焦耳定律的学习资料，包括教材中的练习题和思考题，以便学生在课堂讨论和课后作业中使用。

2.辅助材料：

-准备与焦耳定律相关的图片，如焦耳加热效应的示意图，以帮助学生直观理解电流通过导体产生热量的过程。

-制作或收集电流、电阻、通电时间与电热关系的教学图表，以便在课堂上展示和讨论。

-搜集实际应用焦耳定律的视频资料，如电热水壶、电炉等家用电器的工作原理，增加学生对焦耳定律现实意义的认识。

-设计或打印相关的学习指南和实验指导书，指导学生进行实验操作和数据分析。

3.实验器材：

-准备电流表、电阻箱、导线、电源、电热器等实验器材，确保其数量充足且功能正常。

-检查实验器材的安全性，确保所有设备符合安全标准，无漏电、短路等安全隐患。

-配备实验防护用品，如绝缘手套、护目镜等，以保障学生在实验过程中的安全。

-准备实验记录本和测量工具，如温度计，以便学生记录实验数据和观察结果。

4.教室布置：

-根据教学需要，将教室分为理论教学区和实验操作区，确保学生能够在不同的学习环节中快速切换。

-在理论教学区，布置成小组讨论的形式，便于学生进行合作学习和交流讨论。

-实验操作区应靠近电源，并保证有足够的空间供学生进行实验操作，同时避免拥挤。

-设置实验操作台，确保实验器材的有序摆放，便于学生取用和归还。

-在教室内张贴相关的物理公式、安全规则和实验步骤，以便学生随时参考和提醒。

-配备多媒体教学设备，如投影仪、电脑等，以便展示多媒体辅助材料，增强教学效果。教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：发布预习任务，提供预习资料，包括焦耳定律的基础知识预习材料和相关的思考问题。

-学生活动：学生自主阅读预习资料，思考问题，尝试理解焦耳定律的基本概念。

-教学方法：采用自主学习法，鼓励学生自主探索新知识。

-教学手段：使用预习资料、在线学习平台等。

-教学资源：九年级物理下册教科书、预习指导手册、网络资源。

-作用和目的：培养学生自主学习能力，为课堂学习打下基础，明确学习难点。

2.课中强化技能

-环节一：导入新课

-教师活动：通过生活实例引入焦耳定律的概念，激发学生兴趣。

-学生活动：学生分享对电流产生热量的生活观察。

-教学方法：采用情境教学法，引发学生思考。

-教学手段：多媒体展示生活实例图片或视频。

-教学资源：相关生活实例的多媒体素材。

-作用和目的：建立新旧知识联系，激发学习动机。

-环节二：理论学习

-教师活动：讲解焦耳定律的公式和物理意义，引导学生探讨电流、电阻、时间与电热的关系。

-学生活动：学生跟随教师讲解，参与讨论，记录关键信息。

-教学方法：采用讲授法和讨论法，促进知识内化。

-教学手段：板书、多媒体展示公式和图表。

-教学资源：教科书、教学图表、多媒体课件。

-作用和目的：突破重难点，形成物理观念。

-环节三：实验探究

-教师活动：指导学生进行实验，观察焦耳定律在电路中的应用。

-学生活动：学生分组进行实验操作，记录实验数据，分析结果。

-教学方法：采用实验探究法，培养学生的实证意识。

-教学手段：实验器材、实验记录表、数据统计分析工具。

-教学资源：实验器材、实验指导书、数据分析软件。

-作用和目的：通过实践操作，加深对焦耳定律的理解，提高问题解决能力。

-环节四：总结反思

-教师活动：总结焦耳定律的主要内容，强调其在生活中的应用。

-学生活动：学生总结学习收获，提出疑问。

-教学方法：采用反思法，帮助学生巩固知识。

-教学手段：课堂总结、问答环节。

-教学资源：学生笔记、提问反馈。

-作用和目的：巩固知识，形成长期记忆。

3.课后拓展应用

-教师活动：布置相关的课后作业和拓展任务，如焦耳定律应用案例分析。

-学生活动：学生完成作业，参与拓展任务，加深对焦耳定律的理解。

-教学方法：采用任务驱动法，促进知识的应用和迁移。

-教学手段：课后作业、在线讨论、研究报告。

-教学资源：课后作业册、网络资源、学习平台。

-作用和目的：提升学生的知识运用能力，培养科学探究和创新能力。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《电能与电热的转换》：介绍电能如何转换为电热，以及焦耳定律在能量转换中的应用。

-《家用电器中的焦耳定律》：分析家用电器如电热水壶、电暖器等如何应用焦耳定律，提高能效。

-《电路设计中的焦耳定律考虑》：探讨在电路设计中如何利用焦耳定律来优化电路性能，减少能源浪费。

-《焦耳定律与电热安全》：阐述焦耳定律在电热安全中的应用，如何预防电热导致的火灾等安全事故。

2.课后自主学习和探究：

-研究电热器的工作原理：鼓励学生调查不同类型的电热器，分析它们如何利用焦耳定律来加热，并比较它们的能效。

-探索电路中的热效应：学生可以选择一个简单的电路，通过改变电流、电阻或通电时间，观察电热的变化，并记录实验数据。

-设计节能电路：基于焦耳定律，学生可以尝试设计一个节能电路，减少电热的产生，提高电能的利用效率。

-分析生活中的电热实例：学生可以收集生活中的电热实例，如手机充电时产生的热量，分析其原因和可能的优化方案。

-研究电热在工业中的应用：引导学生了解焦耳定律在工业中的应用，如电炉、电解等，并探讨如何提高工业生产中的电热效率。课后作业1.解释焦耳定律的表达式，并说明各物理量的含义。

答案：焦耳定律表达式为Q=I²Rt，其中Q表示电热（焦耳），I表示电流（安培），R表示电阻（欧姆），t表示通电时间（秒）。

2.如果一个电阻为10欧姆的电路，通过它的电流为2安培，通电时间为5秒，求产生的电热。

答案：Q=I²Rt=(2A)²×10Ω×5s=200焦耳。

3.比较以下两个电路，哪一个会产生更多的电热？为什么？

-电路A：电流3A，电阻5Ω，通电时间4s。

-电路B：电流2A，电阻10Ω，通电时间6s。

答案：电路A会产生更多的电热，因为Q=I²Rt，计算得出：

-电路A：Q=(3A)²×5Ω×4s=180焦耳

-电路B：Q=(2A)²×10Ω×6s=240焦耳

尽管电路B的电流和电阻较大，但电路A的电流平方和通电时间的乘积更大。

4.如果要减少一个电路产生的电热，可以采取哪些措施？至少列举两种。

答案：减少电路产生的电热可以通过以下两种方式：

-减小电流。

-减小电阻。

5.举例说明焦耳定律在生活中的应用，并解释其工作原理。

答案：电热水壶是一个应用焦耳定律的例子。当电流通过电热丝时，根据焦耳定律，电热丝会产生热量，将水加热至沸腾。工作原理是电流通过电阻产生热能，这种热能被水吸收，使水温升高。内容逻辑关系①焦耳定律的表达式：Q=I²Rt，解释每个符号代表的物理量。

②焦耳定律的物理意义：电流通过导体时会产生热量，其大小与电流的平方、电阻和通电时间有关。

③焦耳定律的应用：分析实际电路中的电热产生，如电热水壶、电暖器等。

2.重点词：

①焦耳定律：电流通过导体产生热量的规律。

②电热：电流通过导体时产生的热量。

③电阻：电流通过导体时遇到的阻碍。

3.重点句：

①焦耳定律表达式：Q=I²Rt，表明电热与电流的平方、电阻和通电时间成正比。

②电热计算：根据焦耳定律，可以计算电流通过导体产生的热量。

③应用实例：电热水壶利用焦耳定律将电能转换为热能，加热水至沸腾。课堂小结，当堂检测一、课堂小结

本节课我们学习了焦耳定律，主要内容包括：

1.焦耳定律的表达式：Q=I²Rt，其中Q表示电热（焦耳），I表示电流（安培），R表示电阻（欧姆），t表示通电时间（秒）。

2.焦耳定律的物理意义：电流通过导体时会产生热量，其大小与电流的平方、电阻和通电时间有关。

3.焦耳定律的应用：分析实际电路中的电热产生，如电热水壶、电暖器等。

二、当堂检测

为了检验学生对焦耳定律的理解和应用能力，特进行以下检测：

1.解释焦耳定律的表达式，并说明各物理量的含义。

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