《探究焦耳定律》教案 沪粤版九年级物理
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15.4探究焦耳定律教案 20242025学年学年沪粤版物理九年级上册作为一名资深的幼儿园教师,我始终坚信,教育应该从孩子的兴趣出发,通过丰富多样的活动,引导他们主动探究,发现世界的奥秘。
本次课程,我选择了一节物理课——探究焦耳定律。
一、设计意图在设计本节课的过程中,我以学生为主体,充分考虑他们的认知水平和兴趣。
通过生活中的实例,引导学生关注物理现象,进而探究焦耳定律。
整个活动分为两个部分:一部分是理论探究,另一部分是实践操作。
在理论探究环节,学生通过小组合作,共同探讨焦耳定律的内涵;在实践操作环节,学生亲自动手,验证焦耳定律。
这样的设计方式,旨在培养学生的团队合作意识,提高他们的动手能力,让他们在实践中感受物理的魅力。
二、教学目标1. 让学生了解焦耳定律的基本概念。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生关注生活中的物理现象,培养他们的观察力和思考力。
三、教学难点与重点重点:焦耳定律的内涵及其应用。
难点:如何引导学生将理论知识与实际操作相结合,从而深入理解焦耳定律。
四、教具与学具准备1. 教具:电脑、投影仪、PPT、实验器材。
2. 学具:笔记本、笔、实验器材。
五、活动过程1. 导入:以一个生活中的实例——热水壶烧水为例,引导学生关注热量传递这一物理现象。
2. 理论探究:学生分组讨论,共同探讨热量传递的规律,即焦耳定律。
3. 实践操作:学生在老师的指导下,使用实验器材进行实验,验证焦耳定律。
4. 成果分享:每组学生汇报实验结果,分享自己的收获和感悟。
六、活动重难点1. 引导学生关注生活中的物理现象,激发他们的学习兴趣。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 帮助学生深入理解焦耳定律,并能够运用到日常生活中。
七、课后反思及拓展延伸通过本节课的教学,我希望学生能够掌握焦耳定律的基本知识,培养他们的观察力、思考力和动手能力。
同时,也让他们感受到物理的魅力,激发他们对物理的热爱和兴趣。
第十五章 15.4 探究焦耳定律(教案)20242025学年九年级上册物理沪粤版(安徽)作为幼儿园教师,我设计了这一节探究焦耳定律的物理课程,旨在让学生通过实践活动,深入理解焦耳定律,并培养他们的实验操作能力和科学思维。
一、教学目标:1. 让学生理解焦耳定律,知道热量的产生与电流、电阻和时间的关系。
2. 培养学生通过实验观察、分析和解决问题的能力。
3. 培养学生合作、交流、探究的精神。
二、教学难点与重点:1. 教学难点:让学生理解焦耳定律的公式及其中各量的物理意义。
2. 教学重点:让学生通过实验,观察和理解电流通过电阻产生热量的规律。
三、教具与学具准备:1. 教具:电流表、电压表、电阻器、灯泡、导线、电源等。
2. 学具:实验记录表、笔。
四、活动过程:1. 引入:通过一个简单的电路实验,让学生观察电流通过电阻时产生的热量。
2. 实验操作:学生分组进行实验,测量不同电流、电阻下产生的热量,并记录实验数据。
3. 数据分析:学生根据实验数据,探讨电流、电阻和热量之间的关系。
4. 焦耳定律的引入:引导学生理解焦耳定律的公式,并解释其中各量的物理意义。
5. 课后作业:让学生运用焦耳定律,解决一些实际问题。
五、活动重难点:1. 活动难点:让学生理解焦耳定律的公式及其中各量的物理意义。
2. 活动重点:让学生通过实验,观察和理解电流通过电阻产生热量的规律。
六、课后反思及拓展延伸:1. 课后反思:通过本节课的学习,学生是否能够理解焦耳定律,并能够运用到实际问题中。
2. 拓展延伸:可以让学生进一步研究焦耳定律在其他领域的应用,如电热器、电动机等。
重点和难点解析:在设计这一节探究焦耳定律的物理课程时,我注意到了几个需要重点关注的细节。
让学生理解焦耳定律的公式及其中各量的物理意义是一个教学难点。
为了让学生更好地理解这一概念,我设计了一个简单的电路实验,让学生通过观察电流通过电阻时产生的热量,来直观地感受焦耳定律的应用。
在实验操作环节,我让学生分组进行实验,测量不同电流、电阻下产生的热量,并记录实验数据。
沪粤版初中物理九年级 15.4 探究焦耳定律学案一、教学内容本节课的教学内容来自于沪粤版初中物理九年级第15章第4节,主要内容包括:1. 焦耳定律的定义:电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
2. 焦耳定律的定量表达式:Q = I^2 R t。
3. 焦耳定律的实验验证:通过实验探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系。
二、教学目标1. 理解焦耳定律的定义和定量表达式。
2. 能够运用焦耳定律解释生活中的物理现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
三、教学难点与重点重点:焦耳定律的定义和定量表达式。
难点:焦耳定律的实验验证和应用。
四、教具与学具准备教具:电源、电流表、电压表、电阻丝、计时器。
学具:笔记本、笔、实验报告表格。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过讨论家庭电路中电流产生的热量现象,引发学生对电流产生热量的思考。
2. 知识讲解:讲解焦耳定律的定义和定量表达式,让学生理解电流通过导体产生热量的规律。
3. 实验探究:引导学生进行焦耳定律的实验验证,观察电流、电阻、通电时间对导体产生的热量的影响。
4. 例题讲解:通过例题讲解,让学生学会运用焦耳定律解决问题。
5. 随堂练习:设计一些练习题,让学生巩固所学知识。
6. 板书设计:焦耳定律:Q = I^2 R t7. 作业设计:题目1:已知一段电阻丝的电阻为R,通过它的电流为I,通电时间为t,求这段电阻丝产生的热量。
答案:Q = I^2 R t题目2:一段电阻丝的电阻为10Ω,通过它的电流为2A,通电时间为5s,求这段电阻丝产生的热量。
答案:Q = (2A)^2 10Ω 5s = 200J六、课后反思及拓展延伸通过本节课的教学,学生应该能够理解焦耳定律的定义和定量表达式,并能够运用焦耳定律解释生活中的物理现象。
在实验探究环节,学生应该能够操作实验仪器,观察实验现象,并能够分析实验结果。
在课后,学生可以通过查阅资料,了解焦耳定律在实际应用中的例子,进一步拓展对焦耳定律的认识。
15.4 探究焦耳定律学案沪粤版九年级物理上册一、设计意图本节课的设计方式采用情境教学法、游戏教学法和分组合作法,通过生动有趣的故事情境,让孩子们在游戏中感受物理现象,培养他们的观察能力、动手能力和团队协作能力。
活动的目的是让孩子们了解焦耳定律,认识能量转换和能量守恒的道理,激发他们对科学的热爱和好奇心。
二、教学目标1. 让学生了解焦耳定律,知道能量转换和能量守恒的道理。
2. 培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力。
3. 培养学生动手操作、团队协作的能力。
4. 培养学生热爱科学、积极探索的精神。
三、教学难点与重点重点:焦耳定律的理解和应用。
难点:能量转换和能量守恒的道理的阐述。
四、教具与学具准备教具:课件、实验器材。
学具:实验记录表、作业本。
五、活动过程1. 导入:通过一个有趣的故事,引入本节课的主题——焦耳定律。
2. 讲解:讲解焦耳定律的定义和意义,通过示例让学生理解能量转换和能量守恒的道理。
3. 实验:分组进行实验,让学生亲身体验焦耳定律的应用,记录实验数据。
4. 分析:引导学生分析实验数据,验证焦耳定律。
6. 作业:布置作业,巩固本节课的学习内容。
六、活动重难点重点:焦耳定律的理解和应用。
难点:能量转换和能量守恒的道理的阐述。
七、课后反思及拓展延伸课后反思:拓展延伸:让学生课后观察生活中的能量转换和能量守恒现象,举例说明,下节课分享。
重点和难点解析:1. 情境教学法的运用:通过生动有趣的故事情境,让孩子们在游戏中感受物理现象,培养他们的观察能力、动手能力和团队协作能力。
2. 实验环节的设计:分组进行实验,让学生亲身体验焦耳定律的应用,记录实验数据。
这个环节既培养了学生的动手操作能力,又让他们在实践中理解和掌握知识。
4. 关注学生的个体差异:在教学过程中,我要注意观察每个学生的学习情况,给予他们个性化的指导和帮助,确保每个学生都能在课堂上跟上进度,掌握所学知识。
对于这些重点和难点,我将进行详细的补充和说明:情境教学法的运用是我教学中的一个重要策略。
15.4探究焦耳定律一、教学目标(一)知识与技能1.理解电功、电功率的概念,公式的物理意义。
了解实际功率和额定功率。
2.了解电功和电热的关系。
了解公式Q=I2Rt(P=I2R)、Q=U2t/R(P=U2/R)的适应条件。
3.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。
4.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
(二)过程与方法通过有关实例,让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
(三)情感态度与价值观通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。
三、重点与难点:重点:区别并掌握电功和电热的计算。
难点:主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较困难。
四、课时安排:3课时第一课时一、教学过程(一)复习回顾1、电能和电功2、电功率P=W/t=UI(二)新课引入1、过塑机,我们去过塑时,工作人员打开开关后总是说等一下它预热,等一段时间后它会发热。
2、微波炉为什么那么高温呢?假设一张纸在它上面会怎么样呢3、灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?4、电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分有什么感觉?为什么?3、电流热效应:在物理学中,是指电流通过导体,导体会发热的现象。
(三)教学内容通电导体放出的热量跟哪些因素有关活动一:探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关(方法:控制变量法)(1)探究导体产生的热量跟电阻的关系a、设计实验电路图b、连接串联电路,进行实验介绍如图15-10的实验装置,在两个相同的烧瓶中装等量煤油,瓶中各装一根电阻丝,R1和R2分别为5Ω和10Ω,然后串联起来。
c、通电前,先记下瓶中煤油的初始温度t0d、通电后,电流通过电阻丝产生热量,煤油的比热容相同,那么,相同时间内,煤油的温度越高,电流产生的热量越多。
e、每经过相同时间(如1min),就读出两支温度计的示数,并将数据填写在表中。
f、实验数据分析,得出结论:当电流一定时,导体的电阻越大,产生的热量就。
15.4 探究焦耳定律——学案一、教学内容本节课的教学内容来源于沪粤版九年级上册物理教材,第15章“电流的热效应”的第4节“焦耳定律”。
该部分内容主要包括:1. 焦耳定律的发现过程:通过实验探究电流通过导体产生的热量与电流的二次方、导体的电阻和通电时间的关系。
2. 焦耳定律的表述:热量(Q)等于电流(I)的二次方乘以电阻(R)乘以通电时间(t),即 Q = I^2 R t。
3. 焦耳定律的适用范围:适用于一切电路,尤其是纯电阻电路。
二、教学目标1. 了解焦耳定律的发现过程,理解焦耳定律的表述及其适用范围。
2. 学会运用焦耳定律计算电路产生的热量,能解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。
三、教学难点与重点重点:焦耳定律的表述及其适用范围。
难点:焦耳定律在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、实验器材(包括电流表、电压表、电阻、导线、开关等)。
学具:笔记本、笔、实验报告单。
五、教学过程1. 实践情景引入:以家庭电路中电饭锅为例,让学生思考电饭锅工作时产生的热量与哪些因素有关。
2. 实验探究:分组进行实验,测量电流、电压、电阻和通电时间,记录数据。
3. 数据分析:引导学生观察实验数据,发现热量与电流的二次方、电阻和通电时间的关系。
5. 适用范围讨论:分析焦耳定律适用于哪些电路,特别是纯电阻电路。
6. 例题讲解:运用焦耳定律解决实际问题,如计算电饭锅工作时产生的热量。
7. 随堂练习:布置练习题,让学生运用焦耳定律计算电路产生的热量。
8. 板书设计:列出焦耳定律的表述,以及适用范围。
六、作业设计已知:电流I = 2A,电阻R = 5Ω,通电时间t = 10s。
答案:Q = I^2 R t = 2^2 5 10 = 200J。
(1)焦耳定律适用于所有电路。
(2)电流越大,产生的热量越多。
答案:(1)错误,焦耳定律适用于纯电阻电路。
(2)错误,电流越大,产生的热量还与电阻和通电时间有关。
15.4 探究焦耳定律教学设计一、教学目标•理解焦耳定律的概念和公式;•掌握使用焦耳定律计算物体的热量变化;•进一步认识热量的传递方式。
二、教学内容焦耳定律是研究物体热量变化的重要定律之一。
本节课将通过实验和计算来探究焦耳定律的应用和原理,并加深对热量传递的理解。
三、教学重点和难点•理解焦耳定律的概念和公式;•运用焦耳定律计算物体的热量变化。
四、教学准备•投影仪、电脑;•实验器材:热量计、容器、温度计、电源、电阻、导线等。
五、教学过程5.1 导入(5分钟)•引导学生回顾前几节课所学的有关热量和温度变化的内容,复习热量的传递方式。
5.2 实验演示(15分钟)•利用投影仪展示实验过程,让学生观察实验现象;•运行实验,记录实验数据;•分析实验结果,引导学生发现物体的热量变化与电能消耗之间的关系。
5.3 焦耳定律的引入(15分钟)•介绍焦耳定律的概念和公式;•解释焦耳定律在实验中的应用。
5.4 计算练习(20分钟)•分发练习册,让学生独立完成练习;•在学生完成练习后,讲解并订正答案;•着重讲解解题思路和方法,引导学生灵活运用焦耳定律解决实际问题。
5.5 拓展探究(20分钟)•引导学生回想实验中的观察和实验数据;•提出问题,引导学生更深入地思考热量能量转化的原理;•让学生展示自己关于热量变化的拓展性实验。
5.6 小结(5分钟)•对本节课学习的要点进行复习总结;•引导学生思考,总结本节课所学的热量变化的规律。
六、课堂作业•教师布置课后作业,要求学生继续练习和巩固本节课所学的计算方法。
七、教学反思本节课采用了实验演示和计算练习相结合的方式,通过实际观察和计算来引导学生深入理解焦耳定律的应用和原理。
在教学过程中,学生表现活跃,对实验和计算练习都表现出浓厚的兴趣。
然而,对于一部分学生来说,焦耳定律的概念和公式理解起来仍有一定困难。
因此,在后续的教学中,需要给予这部分学生更多的巩固和帮助,加强对焦耳定律的理解和应用能力。
15.4 探究焦耳定律
1.知道电流的热效应及其在生活与生产中的应用。
2.知道焦耳定律,会运用焦耳定律进行简单的计算。
教学重点:探究电流的热效应,从电流做功的公式推导得出焦耳定律。
教学难点:理解焦耳定律。
多媒体课件。
一、引入新课
提问:
(1)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?
(2)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机外壳部分有什么感觉?为什么?
学生回答:发烫.是电流的热效应.
二、新课教学
探究点一:通电导体放出的热量跟哪些因素有关
1.介绍实验装置,在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各装一根电阻丝,甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大,串联起来,通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高,体积膨胀,煤油在玻璃管里会上升,电流产生的热量越多,煤油上升得越高.观察煤油在玻璃管里上升的情况,就可以比较电流产生的热量.
2.三次实验:
第一次实验:两个电阻串联它们的电流相等,加热的时间相同,甲瓶相对乙瓶中的电阻较大,甲瓶中的煤油上升得高.表明:电流一定时,导体的电阻越大,电流产生的热量越多.
第二次实验:调节滑动变阻器,增大电流,重做实验,让通电的时间与前次相同,两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度,第二次煤油上升的高,表明:电阻一定时,通过导体的电流越大,电流产生的热量越多.
第三次实验:如果加长通电的时间,瓶中煤油上升越高,表明:通电时间越长,电流产生的热量越多.
3.总结:
(1)在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多.
(2)在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多,进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.
(3)在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多。
探究点二:焦耳定律
1.介绍英国物理学家焦耳做了大量的实验,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。
这个规律叫做焦耳定律.
2.说明:焦耳定律可以用下面的公式表示:Q=I2Rt。
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(Ω),通过的时间t的单位要用秒(s)这样,热量Q的单位就是焦耳(J).
注意:电功与电热的区别!
练习:一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上,在5min内共产生多少热量?
推导:在一定的条件下,根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式。
如果电流通过导体时,其电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,也就是电流所做的功全部用来产生热量.那么,电流产生的热量Q就等于电流做的功W,即Q=W. W=UIt,根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt。
讨论电热与电阻的关系:
(1)当电流相等时,由W=UIt和U=IR得W=Q=I2Rt。
结论:当电流与通电时间一定时,电热与电阻成正比。
(2)当电压相等时,由W=UIt和I=U/R得W=Q=U2t/R。
结论:当电压与通电时间一定时,电热与电阻成反比。
3.探究活动:“焦耳定律”的演示
【实验方案示例】
实验器材:干电池四节,玻璃棒,若干电阻丝,蜡烛,火柴棒.
实验准备:把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端,绕线匝数比例为1∶8,两线圈相距5cm左右,然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡,使线圈被蜡均匀地包住。
点着火柴立即吹灭,靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上。
实验步骤:
(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电,可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明:在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量就越多。
(2)经过较长时间后,匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆也会掉下来.这就说明:通电时间越长,电流产生的热量越多。
(3)用四节电池(增大电源电压)重做上述实验,可看到两根火柴杆都先后很快掉下来。
在线圈的温度不太高时,可认为总电阻不变,电压增大时,通过它们的电流增大.这就表明:电流越大,电流产生的热量越多.
4、电热的利用与防止
(1)纯电阻电路就是指电流通过导体,电流所做的功全部转化为内能,没有转化为机械能等。
这样的电路叫做纯电阻电路.
(2)电热器就是一个纯电阻电路,人们利用它来作加热的设备。
例如:电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉都是电热器.
电热器重要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的,电流通过电阻丝放出热量.
电热器清洁卫生,没有环境污染;热效率高;有的还可以方便地控制和调节温度等.
例如:电褥、电烘箱;家禽电热孵卵器,引发炸药的电热装置乃至高空飞行服里的电热保温装置,都是电热器,它们有不同的构造和用途,但原理都相同.
(3)防止电热的危害
在电动机里,电流所做的功主要用来做机械功,但电流通过电动机里的电阻也会产生热量(这样的电路我们叫它非纯电阻电路),会使导线温度升高,温度超过绝缘材料的耐热温度,绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏,这就需要考虑散热,还要加快散热,有的电动机里装有风扇,同时把外壳做成特殊的形状,都是为了迅速散热.
收音机、电视机等用电器也都要考虑散热,它们的机壳上都有散热孔.
板书设计
15.4 探究焦耳定律
一、实验:探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关(控制变量法)
(电流,电阻及通电时间)
二、焦耳定律
1.公式:
2.单位:
三、电流热效应的应用与控制。