【广东北江中学】九年级物理人教版(全一册)焦耳定律--教案

《焦耳定律》教学设计一、教学目标（一）知识与技能1．能通过实例，认识电流的热效应。

2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。

3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。

（二）过程与方法体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。

（三）情感态度和价值观会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。

二、教学重难点电热是指电流做功把电能转化为内能，电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。

重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，实验中要采用控制变量的方法。

研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同，设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。

研究电热与电流的关系的设计是一个难点，电阻相同改变电流，可以利用并联分电流的思想，也可以两个电路来完成。

焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少，它与电功有联系也有区别。

电功是指电流做功，可以把电能转化为各种形式能，而电热只是电功的一部分。

只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。

重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。

难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。

三、教学策略电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同形式的能量。

本节研究的是把电能转化为内能多少，生活中的用电器工作时都伴有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。

在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变量的方法。

研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。

设计实验时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。

电热与电功的联系与区别，可以通过公式推导的方法得出在纯电阻电路中Q=W，在非纯电阻电路中，电热只是电功的一部分。

也可以从能量转化的角度来比较电热与电功，电热是指把电能转化为内能，而电功是把电能转化为其它形式的能，电热只是电功的一部分。

四、教学资源准备校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板（含电能表）、功率不同的用电器（如热得快和白炽灯）、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。

五、教学过程热得发红而导线并不很热？说明什么？一、提出问题电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？二、猜想与假设提示：电热是电流通过电阻时产生的热量，电路中有电压不一定有电流，所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。

（排除电压这个物理量）电流通过导体产生热量的多少与________________有关。

你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？三、设计实验要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？如何比较产生热量的多少？四、进行实验展示实验装置1观察本实验装置，思考：1．本装置可以用于研究电热与哪电热的大小可能与导体的电阻有关。

学生结合生活实际进行猜想:电流、电压、电阻、通电时间……学生举例证明猜想的合理性。

学生讨论：实验时要控制电路中的电流相等，改变电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。

可以通过加热相同物体，比较物体吸热升温的多少学生观察实验装置讨论得出：1．本装置研究电热与电阻的关系。

2．电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。

3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。

电流I/AR1 R2电阻/Ω510产生热量（多/少）由生活现象培养学生发现问题并提出问题的能力。

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。

培养学生利用控制变量的方法来设计实验。

通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。

培养学生利用转换的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。

学会设计实验个因素的关系？2．两电阻为什么要串联？3．如何比较电流通过电阻放出热量？4．设计实验数据记录表格电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。

分析实验数据，可以得到什么结论？展示装置21．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？2．右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？3．如何比较电流通过电阻放出热量？4．设计实验数据记录表格电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。

分析实验数据，可以得到什么结论？4．实验数据表格学生根据实验数据，得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。

学生观察实验装置讨论得出：1．本装置研究电热与电流的关系。

2．使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等（左边电流大于右边电流）。

3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。

4．实验数据表格电阻R/ΩR1R2电流I/A产生热量（多/少）学生根据实验数据，得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。

学生总结以上两个实验：电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通数据记录表格会根据实验数据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论。

培养学生设计数据记录表格、分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。

培养学生对实验数据综合分析能力。

对于某一个电阻，在电流一定时，电流通过电阻产生某一根电阻丝通说明电流通电阻焦耳定律介绍科学家焦耳。

英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。

如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为Q=I2Rt。

例题：一电热水器电阻丝的阻值为48．4Ω，正常工作时的电流为4．55A，工作10min放出的热量为多少J ？练习：一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的电流为6．8A，工作10min放出的热量是多少？了解焦耳在电热上的成就学生了解焦耳定律的内容，记住公式。

学生快速的计算本题中的电热。

Q=I2Rt=（4．55A）2×48．4Ω×600s=6×105J学生结合欧姆定律进行计算Q=I2Rt=（6．8A）2×32．3Ω×600s=9×105J培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。

利用焦耳定律进行简单计算，培养学生利用公式解决实际问题的能力，进一步熟悉公式。

培养学生利用物理知识解决实际问题的能力。

《焦耳定律》同步测试江苏无锡市东林中学王伟彬一、选择题1．关于电热的利用，下列说法中错误的是（）A．电热对我们来说总是有利的B．电视机、收音机上开小孔是为了散热C．电饭锅是利用电流热效应来工作的D．梅雨季节可用电热给电视机驱潮答案：A解析：电流做功放出热量，这是电流的热效应，主要是把电能转化为内能。

在实际生活中我们有利用电热的地方，也有防止电热造成危害。

如本题中C、D选项中是利用电热加热物体，是对我们有利的方面；但B选项中用电器的散热孔就是为了散热，防止用电器温度过高造成危害。

本题体现了利用辩证的态度对待事物的思想。

2．一台“220V 60W”的电风扇、一盏“36V 60W”的白炽灯和一只“110V 60W”的电热器各自在额定电压下工作，比较它们相同通电时间内产生的热量是( )A．电风扇最多 B．电热器最多 C．白炽灯最多 D．三者一样多答案：B解析：电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程，不同的用电器电能转化的结果不一定相同。

电风扇主要是把电能转化为机械能，少量的转化为热能；电热器把消耗的电能全部转化为热能；白炽灯把电能转化为光能和热能。

它们的额定功率相同，正常工作相同时间，消耗的电能相同，所以电热器产生的热量最多。

3．电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（）A．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大B．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大，产生的热量多C．铜导线有绝缘层，所以不怎么热D．铜导线比电炉传热快，所以不容易热答案：B解析：根据题意，电炉的电阻丝和连接的铜导线是串联的，通过它们的电流是相等的，而电炉丝电阻要比铜导线的电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt，因此在相等的时间内电炉丝放出的热量比铜导线大得多。

4．下面实验是研究电热与电流关系的是（）A．把两段不同的电热丝串联后，分别放在质量和初温均相同的煤油瓶中，通电后，比较油瓶中的煤油上升的温度B．把两根相同的电热丝放在质量和初温相同的煤油中，通过相同的电流，通电时间不同，比较煤油瓶中的煤油上升的温度C．把两根相同的电热丝放在质量和初温相同的煤油瓶中，分别通过不同的电流，通电时间相同，比较煤油瓶中的煤油上升的温度D．把两根不同的电热丝并联，分别放在质量和初温相同的煤油瓶中，通电时间相同，比较煤油瓶中的煤油上升的温度答案：C解析：控制变量是一个重要的物理方法，在研究多个物理量，要控制其它量相同，改变其中一个，观察它对实验结果的影响。

由焦耳定律可知，电热与电流、电阻和通电时间都有关，要研究电热与电流的关系，要控制电流和通电时间相同。

所以要选择两根阻值相同的电阻丝，通电时间相同，但电流不能相同。

电流做功放热的多少无法直接看出，我们通过加热物体，在研究时比较煤油温度升高的多少来比较放出热量的多少。

5．（2013乐山）下列关于如图1所示实验的说法中错误的是（）图1A．该实验研究的是电流的热效应B．实验中采用了控制变量法C．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大，电流做功放出的热量越少D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少答案：C解析：当电流通过时，导体会发热，这是电流的热效应，本题的实验是研究电流做功放出热量多少的，即电流的热效应。

根据焦耳定律，电流做功放出热量的多少与电流、电阻和通电时间有关，在研究它们的关系时要用到控制变量法，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，本题中两根电阻丝串联，它们的电流和通电时间相等，电阻越大，电流做功放出的热量越多。

在比较电流做功放出热量的多少时，利用了转换法。

物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，本题中把看不见的电流做功放出热量转换成了液体温度升高的多少。

6．小明家新买一规格为“800W”的电热水壶，他经过几次使用后发现：晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长，你认为主要原因是（）A．晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压B．晚间大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多C．晚间环境温度比早晨的温度偏低D．晚间烧水时热量散失比早晨多答案：A解析：烧开同一壶水，所需要的热量是一定的，即电热丝放出的热量是一定的，并且同一电水壶在工作时，电阻可以认为是不变的。