沪粤版初中物理九年级15.4 探究焦耳定律 教案

15.4 探究焦耳定律

【教学目标】

一、知识与技能

1．通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比．

2．知道什么是电流的热效应及其电热现象的实质．

3．了解焦耳定律，知道电热现象的应用和控制．

二、过程与方法

1．通过分析论证电热现象跟电阻之间关系的过程，体验科学思维方法，包括数学分析方法的意义．

2．通过电热现象跟电阻之间关系的验证实验设计过程，领悟实验原理、控制变量方法、实验器材的选择、实验证据的收集、步骤的安排等因素在实验设计中的作用．

三、情感、态度与价值观

1．继续培养学生分析论证和实验验证的兴趣．

2．能从利弊两个方面认识电热现象，体验用辩证的思想观点分析问题．

【教学重点】

引导学生从探究中发现，在发现的基础上进一步得出电流产生的热与电阻的关系，培养学生的初步探究能力．

【教学难点】

应用所学物理方法解决物理问题的能力培养.

┃教学过程设计┃

教学过程 设计意图

一、新课引入

师：同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成热能的例子．通过对电能的学习，大家已经了解了电流通过导体时，导体会发热．谁还记得这是电流的什么效应？

生：这叫电流的热效应.

师：在前面小灯泡的发光实验中，同学们曾有意地去触摸过小灯泡，感觉小灯泡发热．有没有同学触摸过导线，连接小灯泡的导线热不热？同学们有没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？(相同．)导线和用电器中流过了相同的电流，用电器发热而导线却几乎不发热，这是为什么？

用电器和导线不同的是电阻，今天我们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与电阻是什么关系.

二、新课教学

(一)通电导体放出的热量跟哪些因素有关

[活动]：探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关

师：同学们四人一组，选择你们面前的仪器设计实验，讨论如

激发学生的求知欲.

何做，有什么问题可以提出来.

生1：用这些器材，如何研究电流的热效应和电阻的关系？

15.4探究焦耳定律教学设计-2023-2024学年沪粤版物理九年级上册

科目 授课时间节次 --年—月—日（星期——）第—节

指导教师 授课班级、授课课时

授课题目

（包括教材及章节名称） 15.4探究焦耳定律教学设计-2023-2024学年沪粤版物理九年级上册

教学内容分析 本节课的主要教学内容是探究焦耳定律。该内容位于2023-2024学年沪粤版物理九年级上册第15.4节。教学内容包括以下几个部分：

1. 了解焦耳定律的定义和表达式，即Q=I^2Rt，其中Q表示通过导体产生的热量，I表示电流，R表示电阻，t表示通电时间。

2. 掌握焦耳定律的实验原理和方法。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。

3. 能够运用焦耳定律解释一些实际问题，如电热器、电暖器等电器的工作原理。

4. 培养学生的实验操作能力和科学思维。

教学内容与学生已有知识的联系：

1. 学生已经学习了电流、电阻的基本概念，对本节课的内容有了一定的基础。

2. 学生已经学习了热量、功、能等概念，能够理解焦耳定律中热量的含义。

3. 学生已经接触过一些电器设备，对本节课的实际应用有一定的了解。

核心素养目标 本节课的核心素养目标主要包括以下几个方面：

1. 科学思维：通过实验探究和理论分析，培养学生的科学思维能力，使其能够运用科学的方法和观点来理解和解决问题。

2. 实验操作能力：通过实验操作，培养学生的实验操作能力，使其能够熟练使用实验仪器和设备，掌握实验方法和技巧。

3. 科学探究能力：通过自主探究和合作交流，培养学生的科学探究能力，使其能够提出问题、设计实验、收集数据、分析结果并进行解释。

4. 运用知识解决实际问题：通过案例分析和讨论，培养学生的知识应用能力，使其能够将所学知识运用到实际问题的解决中。 学情分析 在教学九年级上册第15.4节“探究焦耳定律”时，我们需要对学生的情况进行深入分析，以便更好地设计教学策略，提高教学效果。

1 15.4 探究焦耳定律

【教学目标】

1、知道电流的热效应.

2、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用.

3、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力.

【教学重点】

焦耳定律

【教学难点】

电功率的概念，用电功率的公式进行计算.

【教学过程】

（一）引入新课：

1、演示实验：灯泡接入电路中，闭合开关，灯泡发光，提出问题：

（1）灯泡在工作过程中，把什么能转化为什么能？学生回答：灯泡在工作过程中，把电能能转化为内能和光能.

（2）在灯泡工作过程中，电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流是否相同？学生回答：相同.

（3）电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流既然相同，那为什么灯泡灯丝热得发热发光，而导线几乎不发热呢？

2、多媒体展示家庭电路中使用大功率用电器引起火灾的图片.指明：11月9日是我国“消防日”，据有关资料表明，城市火灾中的大部分火灾是因为使用大功率用电器，使电线发热而引起的.家庭电路中使用大功率用电器为什么会引起火灾？

3、进一步分析：

（1）电灯在工作时把电能转化为内能和光能，人们利用电灯来照明.电炉子在工作时把电 2 能转化为内能，人们利用电炉子来烧水等.

（2）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？人们利用的是电风扇的什么能量？

（3）提出问题：电流通过导体都要产生热量，有些设备是利用了电流通过导体产生热量，有些设备在工作时电流通过导体产生热量是有害的，为了更好的让电热为人类服务，又要减少电热对人类造成的危害，就要研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关？它们之间存在着什么样的规律？今天我们就学习第九章第五节的内容：焦耳定律.

（二）进行新课：

1、电流产生的热量跟哪些因素有关（学生讨论）

（1）引导学生根据日常生活中的现象进行分析：

I

电热Q → 电阻 R 有关

通电时间 t

1 / 4 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t0 d、 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。 2 /