17.3　焦耳定律 教案（表格式） 2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

17.3焦耳定律教学目标物理观念:能通过实验,认识电流的热效应,了解焦耳定律,能用焦耳定律分析并解决与此相关的问题,知道电流热效应的危险性。科学思维:能用控制变量法设计实验,能通过推理得到结论,能利用证据证明自己的观点,能对他人的观点提出有依据的质疑。能依据焦耳定律向他人说明安全用电的重要性。科学探究:能完成“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验,有进行安全实验操作的行为规范,能陈述观点,听取意见。科学态度与责任:知道提高效率的意义;能主动关注现代生活中的用电安全问题,具有安全用电的自觉行为。有引导他人安全用电的责任感与使命感。教学重难点教学重点:“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验探究过程。教学难点:用控制变量法设计“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验。教学准备教师准备:课件、小电热水壶等。学生准备:学生电源、开关、导线、滑动变阻器、两个玻璃瓶(有带孔的橡皮塞)、煤油、电阻丝(5Ω、10Ω各一个)、温度计、天平、秒表、电流表等。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课视频导入1:擦燃火柴,大家都司空见惯。今天让你见识不一样的烟火。老师先播放铜丝点火柴的视频。老师:电阻丝点燃火柴,是因为通电后电阻丝会发热,有电流通过电阻丝。可见,电流通过导体时会产生一些效应?现在我们就来学习电流的热效应。情境导入2:星期天,小明的妈妈出门前嘱咐小明别看电视,得先完成作业。可是小明等妈妈一走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始做作业。妈妈问小明为何没有做完作业,小明说作业太难,可是小明妈妈只用了一招就知道小明说了谎。你知道小伟妈妈是根据什么判定的吗?提示:摸摸电视机的散热窗,发现那儿还热着。生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生;很早以前,就有人对电热作了研究,还发现了规律呢!学源于思,思源于疑。创造情景,引导学生带着任务问题,怀有兴趣地去学习新内容二、新课讲解探究新知探究点一电流的热效应1.电流的热效应(1)老师投放电热器图片。电饼铛电火锅烤箱电饭煲分析这些电热器工作时的特点。提示:通电有电流,产生热量加热物体。实质是电能转化为内能做功的过程。体现从生活走向物理的理念(2)电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。

举例利用电流热效应工作的用电器和产生的现象。2.实验:电流产生的热量与哪些因素有关(1)创设情景,提出问题①老师拿出一个小电热水壶,引导提问:我不按下开关,水就不会被加热,为什么?学生:没电流。②老师按下开关,电热水壶工作。启发提问:刚通电后水为什么不是很热,可过了一会儿就很热,为什么?学生:加热时间太短。③导线和加热电阻丝串联,电流应该相等,为什么电阻丝热得发烫而能烧开水,而导线并不是很热?学生:……④老师引导:电流产生热量可能与电流、通电时间及电阻大小有关。(2)实验方法指导①我们猜想电流通过导体时产生热量的多少可能与多个因素有关,采用哪种实验方法去探究?预设回答:控制变量法。②如何判断电流通过导体时产生热量的多少?预设回答:转换法。方案一:如图所示,烧瓶内装有煤油,电阻丝产生热量会使煤油温度升高,用温度计测量温度;温度变化得越大,产生热量的越多。方案二:如图所示,电阻丝加热密封容器中的空气,观察管中液柱上升的高度;液柱上升得越高,产生的热量越多。指导学生按方案一进行探究。(3)实验目的:探究电流产生热量与哪些因素有关。(4)实验器材:学生电源、开关、导线、滑动变阻器、玻璃瓶、煤油、电阻丝、温度计。(5)实验设计用控制变量法设计实验①探究电流产生的热量与电阻的关系时,应该保持电流和通电时间相同,改变电阻。②探究电流产生的热量与电流的关系时,应该保持电阻和通电时间相同,改变电流。③探究电流产生的热量与通电时间的关系时,应该保持电流和电阻相同,改变通电时间。通过该环节,学生能真实体验电流热效应,并通过问题引起学生对电流产生热量多少的因素的思索实验方法转换法和控制变量法是本实验的灵魂,可以说明白了这两个方法,实验就成功了一半,所以花大量的时间和精力进行方法的分析实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”是本节课教学的重点和难点。所以从实验设计到实验操作及实验结论的得出,除老师必要的指导点拨外,学生分组交流讨论,自主完成。老师一定要随时观察学生利用控制变量法设计和操作实验情况。控制变量法贯穿了整个实验过程(6)实验步骤①参考课本P128图179(a)所示实验电路图,将电源、电阻、开关、电流表、电阻和插有温度计的容器等实验器材连接起来,如图所示。读取并记录煤油初温。②闭合开关,调节滑动变阻器滑片至合适位置,开始记录通电时间。通电5min和10min,分别记录两个时间温度计示数、电流大小。③调节滑动变阻器滑片,改变电路中的电流,继续加热5min,记录温度计示数和电流大小。④将两个瓶子中装入等质量的煤油,分别插入大小不同电阻丝和温度计,串联接入电路,如图所示。记录两个瓶子中煤油的初温。⑤开关闭合,调节滑动变阻器至合适位置并计时,5min后记录煤油温度。(7)分析数据,得出结论①数据表格(表内数据为参考数据,上课时应以实验数据为准)次数煤油质量/g电阻丝阻值/Ω通过电流/A煤油初温/℃5min煤油温度/℃10min煤油温度/℃煤油升高温度/℃110050.22025305/10210050.43050—20310050.22025—54100100.22030—10②比较第1次实验5min和10min数据可知,当电流和电阻一定时,通电时间越长,产生的热量越多。③分析第1、2次实验5min数据可得,当电阻和通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多。④分析电阻串联时3、4组数据可得,当电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多。(8)拓展探究请以实验方法指导中的方案二进行相应探究。探究点二焦耳定律1.焦耳定律指导学生阅读课本P129“焦耳定律”的内容。(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。

该实验操作复杂,要读取的数据比较多,所以一定要强调小组成员间的协作、分工,否则将会很乱,可能遗漏验数据针对学习知识点巩固提高2.公式及单位3.电热应用及危害防治观看电热的利用与防止的视频,了解相关内容。4.拓展一步:电热与电功(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。如电暖器,电饭锅,电炉子等。(2)当电动机(电风扇、洗衣机等)工作时,消耗的电能主要转化为机械能,产生的热量远小于其所做的功,即W>Q。观看视频学习内容,简单内容简单处理三、归纳概括课堂小结学生讨论发言,梳理本节知识要点,老师随时补充。(“课堂小结”内容见PPT课件)培养学生归纳总结的意识和能力板书设计第三节焦耳定律一、电流的热效应本质:电能→内能二、实验:电流产生的热量与哪些因素有关1.实验猜想2.实验方法分析:(1)转换法(2)控制变量法3.实验设计4.实验结论:当电流和电阻一定时,通电时间越长,产生的热量越多。当电阻和通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多。当电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多。三、焦耳定律1.内容2.关系式:Q=I2Rt3.电热的应用与防止教学反思本节课按教材内容编排,从生活场景出发,先展示了生活中常见的电热器并由此引出电流的热效应,然后通过实验探究让学生逐步认识到电流通过导体产生的热和电阻、电流的定性关系,再给出完整的焦耳定律。因为学生拥有比较丰富的有关电热的生活经验,所以教学设计中能够将电流的热效应放手给学生自学,由学生独立解决。而对于电流通过导体产生的热与电阻、电流的实验探究