九年級(jí)物理全冊 第18章 電功率 第4節(jié) 焦耳定律 新人教版

1、第4節(jié)焦耳定律,新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念是：1.注重學(xué)生發(fā)展，改變學(xué)科本位觀念；2.從生活走向物理，從物理走向社會(huì)；3.注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化等。為了體現(xiàn)這些新的理念，電與熱首先從學(xué)生生活中熟悉的用電器入手，使學(xué)生了解電流的熱效應(yīng)；為了使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電和熱的關(guān)系，教材設(shè)計(jì)了探究性的實(shí)驗(yàn)，探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？”在探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上介紹了“焦耳定律”；教材最后又回到生活中，使學(xué)生了解“電熱的利用和防止”。電與熱既是對第八章電功率中電能、電功率的一個(gè)應(yīng)用的總結(jié)，又是對家庭用電安全部分學(xué)習(xí)的一個(gè)鋪墊,教材分析,設(shè)計(jì)意圖,從身邊常見的現(xiàn)象引入電流的熱效應(yīng)，貼近生活

2、，貼近實(shí)際，體現(xiàn)了從生活走向物理。探究過程中，讓學(xué)生充分討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生掌握知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)他們分析歸納、辯證思維的能力，注重對物理研究方法的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)物理研究方法解決物理問題的能力，體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想,學(xué)情分析,在生活經(jīng)驗(yàn)方面，學(xué)生經(jīng)常接觸到電熱器，對電流的熱效應(yīng)已有了一定的了解；在知識(shí)儲(chǔ)備方面，學(xué)生對歐姆定律、電功率有了一定的基礎(chǔ)；在研究方法上，對于轉(zhuǎn)換法、控制變量法、探究性學(xué)習(xí)的過程與方法也有了一定的認(rèn)識(shí)。同時(shí)對于與生活接觸緊密的電熱現(xiàn)象及其應(yīng)用，學(xué)生興趣濃厚。所以，本節(jié)課的關(guān)鍵在于教師正確引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，讓學(xué)生充分討論、探究、

3、合作、交流，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人,教學(xué)目標(biāo),知識(shí)與技能 1.知道在電流相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比。 2.知道利用電熱和防止電熱的場合和方法。 過程與方法 1.通過實(shí)驗(yàn)探究電流的熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力和概括能力。 2.通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決簡單問題的能力,重點(diǎn)難點(diǎn),重點(diǎn) 通過實(shí)驗(yàn)探究電流熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系。 難點(diǎn) 組織指導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認(rèn)真觀察、分析，并得出正確結(jié)論,教學(xué)過程,一、新課引入 師：通過對電能的學(xué)習(xí)，大家已經(jīng)了解電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，誰還記得這是電流的什么效應(yīng)？同學(xué)們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)，一定能舉出

4、許多電能變成熱能的例子。 生：這叫電流的熱效應(yīng)。例如通電的燈泡、電吹風(fēng)。 師：在前面小燈泡的發(fā)光實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們曾有意地去觸摸過小燈泡，感覺小燈泡發(fā)熱。有沒有同學(xué)觸摸過導(dǎo)線，連接小燈泡的導(dǎo)線熱不熱。同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題：導(dǎo)線和用電器中流過的電流相同嗎？ 生：相同。 師：導(dǎo)線和用電器中流過了相同的電流，用電器發(fā)熱而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這是為什么？今天同學(xué)們就來一起探討電流經(jīng)過用電器時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么有關(guān),教學(xué)過程,二、新課教學(xué) 生1：可能與電壓、電流有關(guān)。 生2：還可能與電阻有關(guān)。 師：好，下面我們來看兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，然后再判斷。 1.電流的熱效應(yīng) 演示1,教學(xué)過程,師：大家看到了什么現(xiàn)象？

5、生：B瓶中煤油溫度高。 師：好，我們發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)瓶中溫度不同，浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計(jì)指示的溫度高，這是什么原因呢？ 生：B中煤油溫度高，說明B煤油中的鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多。 師：為什么鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多？ 生：因?yàn)殒囥t合金絲的電阻比銅絲的電阻大。 師：比較A、B，發(fā)現(xiàn)兩瓶中電阻絲只有電阻不同，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明在電流、通電時(shí)間相同的情況下，電阻大的金屬絲產(chǎn)生熱量較多。下面看演示2,教學(xué)過程,演示2,師：分別給鎳鉻合金絲通以不同的電流，同學(xué)們有什么發(fā)現(xiàn)？ 生：電流大時(shí)，溫度計(jì)示數(shù)上升得多。 師：說明什么？ 生：電流大時(shí)，鎳鉻合金絲放出的熱量多。 師：好，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，在通電時(shí)間一定，電阻相同

6、的情況下，通過電流大時(shí)，鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量越多。 師：通過兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，這叫電流的熱效應(yīng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與電流大小和電阻大小有關(guān)，那么具體的數(shù)量關(guān)系是怎么樣的？接下來，我們來學(xué)習(xí)焦耳定律,教學(xué)過程,教學(xué)過程,教學(xué)過程,同學(xué)們在演算過程中，教師要提醒大家注意：代入計(jì)算的時(shí)候，要將電流的單位“A”一起平方。 師：我們通過實(shí)驗(yàn)、觀察，利用公式推導(dǎo)得出了電流熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系。同學(xué)們現(xiàn)在能不能回答本節(jié)開始時(shí)的問題？ 生：導(dǎo)線和用電器（電爐或電飯鍋或電燈）中通過的電流相同，但是導(dǎo)線的電阻較小，那些用電器的電阻較大。所以，那些用電器發(fā)熱，而導(dǎo)線幾乎感覺不到熱

7、,教學(xué)過程,3.電熱的利用和防止 師：生活中有些電熱我們要利用，有些電熱我們是要防止的。關(guān)于電熱的利用，同學(xué)們已經(jīng)了解了許多，誰簡單地講幾個(gè)？ 生：電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐、電爐。 師：剛剛舉出的都是利用電來加熱的設(shè)備，都是常見的電熱器。同學(xué)們知道了利用電熱的好處，但有些時(shí)候，有些地方的電熱我們是不需要的，還要設(shè)法防止。例如： 生1：電視機(jī)使用過程中會(huì)發(fā)熱，如果連續(xù)使用時(shí)間過長，還會(huì)燒壞電視機(jī)。 生2：有些導(dǎo)體上的絕緣材料會(huì)因溫度過高，使絕緣材料迅速老化，甚至燒壞。 師：那么，對這些電器采取了什么措施來防止過熱,教學(xué)過程,生1：電視機(jī)后蓋上有許多孔，就是為了能通風(fēng)散熱。 生2：電腦中還裝

8、有風(fēng)扇，也是為了散熱，減少電熱的危害。 生3：老師用的投影儀上也裝有小風(fēng)扇，也是為了快點(diǎn)散熱。 生4：農(nóng)村抽水、磨面用的電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作一段時(shí)間后要休息一會(huì)，等涼了再用，是為了防止電熱可能造成的危害。 師：同學(xué)們對電熱的危害及防止了解得還真不少，這兒有一份電器的說明書，請大家仔細(xì)閱讀，并分析說明其中的道理。（投影電器說明書） 教師引導(dǎo)學(xué)生著重注意以下內(nèi)容：將電器置于通風(fēng)良好處；勿使電器淋雨或受潮，長期不用的電器隔一段時(shí)間應(yīng)該通電一次,教學(xué)過程,生1：電器工作時(shí)，置于通風(fēng)良好的地方，是為了能使電器更好地散熱、防止電熱產(chǎn)生的危害。 生2：電器淋雨或潮濕會(huì)降低絕緣性能，使電路工作失常，影響用電器的使用

9、。長期不用的電器隔一段時(shí)間要通電，是為了利用電熱來驅(qū)潮，是電熱的利用,教學(xué)過程,例1有一臺(tái)“220 V100 W”的洗衣機(jī)，由于使用不當(dāng)，造成電動(dòng)機(jī)卡死，電動(dòng)機(jī)的溫度升高而被燒壞。從出產(chǎn)廠家得知，這種電動(dòng)機(jī)內(nèi)的線圈的阻值為2 。 （1）這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作時(shí)，1 min耗電多少焦？ （2）電動(dòng)機(jī)被卡死時(shí)，1 min產(chǎn)生多少熱量？ 解析本題用于考查的知識(shí)點(diǎn)是關(guān)于焦耳定律的實(shí)際應(yīng)用以及計(jì)算。 （1）此問明確指出是正常工作，可知電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率，耗電量即為額定功率與時(shí)間的乘積； 由電動(dòng)機(jī)正常工作可知，電壓U220 V，電動(dòng)機(jī)的功率P100 W，時(shí)間t60 s,教學(xué)過程,所以電功WPt100 W60

10、s6000 J （2）由于電動(dòng)機(jī)卡死，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不能把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使電動(dòng)機(jī)的溫度急劇升高而被燒壞。此時(shí)應(yīng)該用焦耳定律來求解。 電動(dòng)機(jī)被卡死后，變成純電阻電器，已知U220 V，R2 ，t60 s 根據(jù)歐姆定律可得IU/R220 V/2 110 A,教學(xué)過程,例2在圖中，電源電壓、燈絲電阻都保持不變，燈L上標(biāo)有“6 V3 W”字樣。當(dāng)開關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)從5 V變?yōu)? V，且滑片位于a點(diǎn)時(shí)，燈L消耗的功率與位于b點(diǎn)時(shí)燈L消耗的功率之比為161。求： （1）燈L正常發(fā)光時(shí)，通過燈絲的電流； （2）燈絲的電阻； （3）燈L正常發(fā)光1 mi

11、n電流做的功； （4）滑片位于a點(diǎn)時(shí)，通過燈L的電流,教學(xué)過程,解析本題旨在考查學(xué)生對于電學(xué)問題的綜合運(yùn)用能力。 （1）燈L的額定電壓U額6 V，額定功率P額3 W，根據(jù)P額U額I額的變形公式可求出燈L正常發(fā)光時(shí)通過燈絲的電流。 I額P額/U額3 W/6 V0.5 A。 （2）因燈絲電阻不變，則可以根據(jù)“6 V，3 W”字樣求出燈絲電阻： RLU額/I額6 V/0.5 A12 。 （3）燈L正常發(fā)光時(shí)，表明它達(dá)到了額定功率，則 WP額t3 W60 s180 J,教學(xué)過程,教學(xué)過程,四、課堂小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了如下知識(shí)： 1.電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系。 2.電熱的利用及防止。 五、作業(yè)設(shè)計(jì)

12、見練闖考第85頁課內(nèi)精練,教學(xué)板書,一、電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化成熱的現(xiàn)象 二、探究：電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān) 1.猜想 2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 4.分析論 5.結(jié)論 三、焦耳定律 四、電熱的利用和防止,教學(xué)反思,本節(jié)課的設(shè)計(jì)力圖體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的基本理念，注重科學(xué)的探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。 從電燈發(fā)光發(fā)熱這種學(xué)生常見的現(xiàn)象及生活中的電熱器引入電流的熱效應(yīng)，貼近生活、貼近實(shí)際，體現(xiàn)了從生活走向物理。在學(xué)習(xí)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱跟什么因素有關(guān)的過程中，注重了科學(xué)探究過程，特別突出了猜想和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在教學(xué)過程讓學(xué)生參與討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不僅使學(xué)生掌握了知識(shí)，而且培養(yǎng)了他們的