初中物理人教九年級第十八章 電功率九年級物理第18章第4節(jié)焦耳定律教學設計

1、人教版初中物理九年級全一冊 第十八章電功率第四節(jié)焦耳定律教學設計一、教學目標：（一）知識與技能1、知道電流的熱效應；2、理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用。會探究電流的熱效應與哪些因素有關。3、知道電熱的利用和防止。（二）過程與方法： 知道科學研究中常用的等效替代法和控制變量法在本節(jié)實驗中的運用。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過對焦耳生平的介紹，培養(yǎng)學生熱愛科學，勇于克服困難的決心和信心。二、教學重點：焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用三、教學難點： 焦耳定律的計算四、教學用具：ppt課件 五、教學時數(shù)：1課時六、教學過程： （一）復習回顧 1、電流做功的實質(zhì)是什么？怎樣計算電功？ 2、電功率

2、的物理意義、定義分別是什么？怎樣計算電功率？3、如何測量小燈泡的電功率？（二）引入新課燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？電視機使用一段時間后，用手觸摸后面的機殼部分有什么感覺？生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。課件展示相關用電器圖片：電熨斗、電飯鍋、電爐子、電暖氣等提問：取暖器接通電路后，電阻絲逐漸發(fā)紅發(fā)熱，但是導線卻不怎么發(fā)熱，這是為什么？這節(jié)課我們就來學習一下有關這部分的內(nèi)容，解答同學們心中的疑惑。（三）進行新課1、電流的熱效應電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應。提出問題：電爐絲通過導線接到電路里，電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而

3、導線卻幾乎不發(fā)熱?電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關?演示實驗一：如圖所示,安裝實驗電路探究電熱與電阻大小的關系(1)將兩電阻絲串聯(lián)接到電源兩端，通過兩段電阻絲的電流相同。(2)閉合開關后發(fā)現(xiàn)，右側(cè)U型管中液柱的高度差較大些，說明：右側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱較多。實驗表明，在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。探究電熱與電流大小的關系(1) 在右瓶外并聯(lián)一個電阻絲的目的是:干路和支路上的電流不相等。(2)閉合開關后發(fā)現(xiàn)，左側(cè)U型管中液柱的高度差較大些，說明：左側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱較多。實驗表明，在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這

4、個電阻產(chǎn)生的熱量越多。2、焦耳定律英國物理學家焦耳通過大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時間用t表示，則焦耳定律為：Q = I2Rt 電流通過導體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q 就等于消耗的電能W，即Q = W = UIt 再根據(jù)歐姆定律U= IR，就得到Q = I2Rt 可見，在消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量的情況下，根據(jù)電功的公式和歐姆定律的公式推導出來的結(jié)論與焦耳

5、定律一致。解釋：為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而與電熱絲相連的導線幾乎不發(fā)熱？電爐絲通過導線接到電路中，流過導線的電流全部流過電爐絲，導線中的電流跟電爐絲中的電流相等。導線的電阻很小，1m長的導線，電阻只有百分之幾歐姆，而電爐絲的電阻可達幾十歐姆到上百歐姆。根據(jù)QI2Rt 可知，在I和t相等時，Q與R成正比，所以電流流過電爐絲產(chǎn)生的熱量要遠遠大于在導線中產(chǎn)生的熱量，因此電爐絲很熱而導線卻不熱。 例題 一根 60 的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量? 解：先利用歐姆定律計算出通過電阻絲的電流： I=U/R=36V/60= 再用焦耳定律公式計算電流產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=

6、260560s=6480J想想議議額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?這個問題并不矛盾，由R=U2/P可知，額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越??；額定功率越小，電阻越大。 在并聯(lián)電路中，由QU2/R t可知，在通電時間相同時，電阻越小，產(chǎn)生的熱量越多； 在串聯(lián)電路中，由QI2Rt 可知，在通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相

7、同，兩者并不矛盾。3、電熱的利用和防止 電熱的利用：家里的電熱水器、電飯鍋、電熨斗、養(yǎng)雞場的電熱孵化器電熱的防止：很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機的后蓋有很多孔，為了通風散熱；使用時一定要把防塵的布罩拿開。電腦運行時溫度會升高，需要用微型風扇及時散熱。過多的電熱如果比及時散失，會產(chǎn)生許多安全隱患。（四）課堂小結(jié)1、電流的熱效應電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應。2、焦耳定律內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 公式：Q = I2Rt3、電熱的利用和防止電熱的利用：家里的電熱水器、電飯鍋、電熨斗、養(yǎng)雞場的電

8、熱孵化器電熱的防止：大部分家用電器后蓋都有散熱孔、部分家用電器內(nèi)還加裝散熱風扇。（五）課堂練習動手動腦學物理題練習講解1、某導體的電阻是2，通過2 A 的電流時，1 min 產(chǎn)生多少熱量?解：電流產(chǎn)生的熱量 QI2Rt（2A）2260S480J 2、額定功率是450W的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少熱量?解：產(chǎn)生的熱量 QW=Pt450W60S27000J3、一只電烙鐵的額定電壓是220 V，在額定電壓下工作時的電阻是1210，它的額定功率有多大? 在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量?解：額定功率 PU2/R=（220V)2/121040W 產(chǎn)生的熱量QW=Pt40W600S24000J4、某校師生自制了一臺電烘箱。電烘箱的電阻絲通過5 A 的電流時，每分鐘可產(chǎn)生104J的熱量。求這臺電烘箱的電功率和電阻絲工作時的電阻。解：電阻絲工作時的電阻R=Q/I2t=104J/(5A)260S=44 電阻絲的電功率 PW/t=Q/t=104J/60S1100W七、板書設計