2019-2020年九年級物理上冊《18.4 焦耳定律》教學設計 新人教版.doc

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2019-2020年九年級物理上冊《18.4 焦耳定律》教學設計 新人教版 課題 焦耳定律 學習 目標 知識目標： 1．知道電流的熱效應； 2．理解焦耳定律的內容、公式、單位及其運用。 過程方法： 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。 情感目標： 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。 學習重點 電流的熱效應跟電阻大小的關系 學習難點 實驗操作 教學方式 演示法、觀察法、討論法。 教具與 媒體 電流的熱效應演示器一臺，220V電源、火柴、電阻絲、泡沫塑料塊等及多媒體。 一、創(chuàng)設情境，引入新課 老師出示一些電器的圖片，讓學生觀察。 〖提出問題〗： ①比較它們有何不同？ ②燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？ ③電風扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？ ④電能在轉化為其他形式能的時候，為什么都要發(fā)熱？影響它們發(fā)熱的因素是什么？ ⑤它們發(fā)熱時有什么規(guī)律？ 二、進入新課，科學探究 （一）電流的熱效應 電流通過導體時，電能要轉化成熱，我們把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。 (二)探究：電流產(chǎn)生的熱跟哪些因素有關呢 【猜想】 1．可能與電壓有關，因為電壓越大，電爐中產(chǎn)生的熱越多； 2．可能與電阻有關，因為電爐絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導線卻不太熱； 3．可能跟電流有關，因為常聽說，電流大容易引發(fā)火災。 電流、電壓和電阻三個量之間是有聯(lián)系的，明確了二個量就可以再確定另外一個量，故我們研究電流、電阻與導體產(chǎn)生熱量的關系就可以了。 學生觀察 學生回答 學生嘗試回答 學生回答 師生討論 注意從眾多的用電器工作時的特點 中把電與熱抽出來 發(fā)動學生猜想越充分越好 【設計實驗】應采用控制變量的方法 1．如何控制電流一定時電阻的變化？ 2．如何控制電阻一定時電流的變化？ 3．如何比較電流產(chǎn)生熱的多少？(轉換的思想) 〖方案〗 第一次實驗：把兩個電阻放在煤油中或密閉的空氣盒中，使之它們產(chǎn)生的熱對煤油或空氣加熱。使兩電阻絲串聯(lián)，以保證它們的電流相等；讓甲瓶的電阻相對乙瓶中的較大，觀察兩瓶中煤油或空氣的膨脹程度，如圖1所示。 第二次實驗：欲使其電阻一樣，電流不等，可以在兩個相等的電阻上再并聯(lián)一個等值的電阻絲，則干路和支路上的電流不相等，如圖2所示。 【進行實驗】 1．被加熱的物質是煤油。 介紹課本上實驗。 2．被加熱的物質是空氣。 老師使用電熱效應演示器一臺進行演示，學生觀察。 3．〖視頻播放〗：用凡士林將火柴粘在串聯(lián)的電阻絲上，接通電源，過一會兒發(fā)現(xiàn)，電阻大的火柴先掉下。 4．用兩段不同材料電阻絲和一根長竹片制成的弓型的電熱鋸，串聯(lián)后接入電壓為4~6 V的蓄電池組上.切割泡沫塑料。感覺電阻絲細的部分切割快，而粗的部分切割遲鈍。 【分析論證】 1．在通電電流一定的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生熱的功率就越大，精確的實驗表明：電流產(chǎn)生熱的功率與電阻成正比。 2．在電阻一定的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生熱的功率也越大，大量的精確實驗表明：電流產(chǎn)生熱的功率與電流的平方成正比。 【結論】 上述關系式用公式表示為：P=I2R。 (三)理論上對該表達式的推導 由P=UI與歐姆定律的變形式U=IR綜合得出P=I2R。 (四)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，跟通電時間成正比的結論，這與我們剛才得出的發(fā)熱功率與電流、電阻的關系是一致的，于是人們?yōu)榱擞涀∷?，把這個規(guī)律叫做焦耳定律。其公式為：Q=I2Rt。 公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆(Ω)，通過的時間t的單位要用秒(s)這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）。 介紹焦耳的生平，對學生進行愛科學的教育，激發(fā)學生的學習積極性。 (五)電熱的利用和防止 1．任何用電器工作時都是產(chǎn)生電熱。因為用電器都是由一定阻值的導體組成的，導體中或多或少在都有電阻，所以電流通過這些電阻時都會發(fā)熱。 2．電熱的利用 凡是加熱的裝置都利用了電熱。請大家舉一些實子說明。 3．電熱的防止 不是想把電能轉化為熱能，而是想轉化為機械能、化學等裝置的用電器都需要防止電熱的產(chǎn)生。 如電視機的散熱窗、電動機的散熱風扇等。 三、思考與練習(略) 學生回答 師生討論得出 老師演示 學生回答 師生總結 師生推導 師生討論得出 師生討論 學生舉例 控制變量的思想一定要體現(xiàn)出來 通過畫出其本質的電路圖，讓學生了解更清楚 所提供的這些實驗可做為參考，如果不能都做，向學生介紹一下也可以，學生會很有啟發(fā)的 公式表示體現(xiàn)了簡約性 焦耳定律應該在此向學生展示一下 培養(yǎng)學生運用辯證眼光看問題的意識 小 結 本節(jié)課我們學習了電熱產(chǎn)生的原因，及影響電熱產(chǎn)生多少的因素，電熱的利用和防止等知識。 實驗的設計時我們一定要有控制變量的思想，在說明一個物理量與另一個物理量之間關系時，一定要強調其條件，是在什么量不變的情況下才有這樣的關系，使自己的敘述更加嚴密。 焦耳定律的內容與該節(jié)知識很貼近，我們略一轉化就可以得出焦耳定律的內容。但本質上電流產(chǎn)生的熱與電阻的關系更具有簡單易記、精確明了的特點，只不過它沒有了著名物理學所賦予的光環(huán)。 作業(yè) 動手動腦學物理：①、②。 教 學 流 程 板 書 設 計 第四節(jié)：焦耳定律 一、電流的熱效應：電流通過導體時，電能要轉化成熱 二、探究：電流產(chǎn)生的熱與哪些有關 1．猜想；2．設計實驗；3．進行實驗；4．分析論證；5．結論。 三、理論上對公式的推導 四、焦耳定律 五、電熱的利用和防止 教學 反 思