第18章第4节焦耳定律.docx
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第18章第4节焦耳定律
第18章-第4节—焦耳定律
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
重点：
电流产生热效应跟什么因素有关（也就是焦耳定律）。
难点：
如何让学生提出与本节课相关的问题，如何进行探究实验设计，如何推导公式Q=I²Rt以及Q=W=Pt。
三、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
复习提问
（2分钟）
1．电功的大小与哪些因素有关？
如何计算？
2．能说出一些用电器工作时能量的转化情况？
学生按要求回忆，回答。
为本节课作知识上的铺垫。
创设情景
引入新课
（3分钟）
电流在电路中做功，可以将电能转化为其它形式的能，如电动机、电灯发光、电视机工作……。
当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？
这是什么原因？
学生说出常见用电器工作过程中能量的转化。
电流通过导体时电能转化成内能。
创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
联系实际，引入新课。
新课教学（28分钟）
电流的热效应
投影：
电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电铬铁……
这些用电器工作时有什么共同特点？
导线和电炉丝串联，为什么电炉丝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2
1．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？
对于某一个电阻，在电流一定时，通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
这个结论可以通过刚才的实验中看出来，某一根电阻丝通电时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。
五、分析论证，得出结论
对以上两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间。
学生总结：
这些用电器工作时都是把电能转化成内能。
（得出电流的热效应的概念）
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/A
R1
R2
电阻/Ω
5
10
产生热量（多/少）
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/Ω
R1
R2
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、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
培养学生总结问题的能力。
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。
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。
电功与电热
上题中已知电压、电流和通电时间，可以计算出取暖器消耗的电能，那么取暖器消耗的电能与电热之间有什么关系呢？
通过计算我们发现电流做功与产生的电热是相等，那么用电器在工作时，电功与电热间有什么关系呢？
当电流做的功全部转化为内能时：
由于W=UIt，U=IR
Q=W=I2Rt
电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗？
电功与电热的联系与区别
1．纯电阻电路中W=Q
2．非纯电阻电路中W>Q
电热Q=I2Rt
其它形式的能W?
Q
学生计算电流做的电功（电能）
W=UIt=220V×6．8A×600s=9×105J
学生讨论：
在前面的计算过程中利用了欧姆定律，它只能用在纯电阻电路中，用电器工作时把电能全部转化为内能。
不是的，电吹风工作时把电能转化为内能，还有一部分转化为动能。
它不是一个纯电阻。
电功大于电热。
加强知识的联系，培养学生系统学习的能力。
培养利用物理知识解决实际问题能力。
培养学生合作学习的能力、团队精神和交往能力。
利用焦耳定律解释现象
讨论：
电炉通过导线接到电路中，导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？
想想议议：
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。
可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。
二者似乎有矛盾，这是怎么回事？
学生讨论：
电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小的多，相同时间内放出热量也少。
学生讨论
这两种情况下有不同的变量，前者是在电压一定时，电阻越小，电流越大，电热与电流是平方的关系，所以电流对电热影响较大。
后者的前提是在电流一定时，电阻越大，电热越多。
培养学生知识应用能力，合作学习的能力、团队精神和交往能力。
利用控制变量的方法来分析问题。
通过辨析加强对焦耳定律的理解。
电热的利用和防止
展示常见一些用电器（电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳……），给这些用电器进行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。
电热在实际中有利用也有防止的。
我们要利用辩证的态度来对待电热。
分成两类
利用电热的有：
电熨斗、取暖器、电饭锅等。
防止电热的有：
电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等
利用分类的方法来培养学生利用辩证的态度来看待问题
总结（5分钟）
回忆本节课内容
1．电流的热效应与哪些因素有关？
2．焦耳定律
3．电热的利用防止
梳理本节课知识内容，学生根据问题逐个回忆本节课的内容，形成一个知识体系。
利用问题引领的方法培养学生总结归纳的能力
布置作业
1．课后“动手动脑学物理”第1、2、3题
2．调查生活中还有哪些是利用电热，哪些是防止电热的措施。
学生按要求完成作业，对生活实际开展力所能及的调查。
巩固本课学习内容，同时增加课外调查的作业，使物理走向社会、走向生活。
《焦耳定律》说课稿
先任学校潘亚飞
尊敬的各位评委：
您们好！
今天我说课的题目是人教版初中物理教材九年级第十八章第四节《焦耳定律》
根据新课标的理念，对于本节课，我将以教什么，怎样教，为什么这样教为思路，从教材分析，教学目标分析，教学方法分析，教学过程分析四个方面加以说明。
一、说教材
1．教材分析
《焦耳定律》教科版初中物理教材九年级第十八章第四节的内容，用1课时进行教学。
本节课内容主要有四部分，一是电流的热效应；二是探究电流的热效应与那些因素有关，三是焦耳定律；四是电热的利用和防止。
电流通过导体会产生热，学生是有生活体验的，但流通过导体产生热的快慢跟什么因素有关？
有什么关系？
这是学生所不知的，教材在学生学习了电能、电功率知识后及时地安排了本节课，满足学生的学习需要，符合学生的认知规律，此外教材在学生知道了焦耳定律以后，及时地安排了电热的利用和防止的内容，充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”，“学以致用”的新的教育理念。
本节课也为下一节安全用电的教学做了某些知识准备，本节课在全章中起着举足轻重的作用。
2．教学目标
按照新课程三维目标要求和本节课内容，本节课的教学目标有以下三个方面：
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。
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。
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。
3、教学重点和难点
重点：
电流产生热效应跟什么因素有关（也就是焦耳定律）。
难点：
如何让学生提出与本节课相关的问题，如何进行探究实验设计，如何推导公式Q=I²Rt以及Q=W=Pt。
二、说学情
知识技能方面，学生在第十五章中已学习了欧姆定律，通过本章前三节的教学，学生对电能、电功率知识已有了一定的了解。
对于一些探索性问题，学生已有了初步的探究意识，同时也具备了一定的实验操作能力。
心理方面，学生对很多科学问题总是有很浓的兴趣，很想探究这些问题，但却不知从何下手，实验设计能力有待提高。
三、说教法【教学方法】
根据本节课教材内容，学生心理特点和新课程理念，本节课我主要采取了以下几种教学方法：
1．探究教学法
本节课探究的问题是：
在电流和通电时间相同时，电流的热效应跟电阻有什么关系，这里我将采取了探究教学法。
创设情境，让学生提出问题，提出猜想或假设，设计实验，进行实验，得出结论等，教学中完全遵循科学探究的步骤，采取这种教学方法的好处首先是问题是学生自己提出来的，学生很愿意针对自己的问题进行一系列探究，或者说这样能迎合学生心理，其次采用探究教学法，教学具有一定的开放性，教学总体思路明析。
当然在探究教学中，也不能做到面面俱到，而应有所侧重，提出问题和进行实验设计是本次探究实验应侧重的两个环节。
2．谈话教学法
谈话就是坦诚地面对面的交流，本节课中，创设情境，引入新课需要谈话，实验探究需要谈话，学生自我展示需要说话，课堂探究需要谈话，教学中恰当地运用谈话教学法，能营造一种宽松、和谐的、民主的课堂气氛，符合新课程倡导的师生互动、生生互动，共同发展的教学理念。
四、说学法
1．合作学习法
合作学习是学生在小组中为完成共同任务，从而形成一种协作互助的学习方式。
本节课探究电流的热效应和电阻、电流、通电时间的关系，探究过程涉及几个环节，每一个环节都需要群策群力，因此很有必要形成合作小组进行协作学习，同时通过有效的合作学习，培养学生学会交往，学会参与，学会倾听，学会尊重。
2．理论联系实际法
在通过理论推导出“在电流和通电时间相同时，电热跟导体电阻成正比”的规律后，启发学生理论联系实际，让学生举出身边的电热的利用和防止的例子，使学生切实感受到物理就在身边。
五、说教学过程
（１）创设情境，引入新课
我在教学过程中创设一个学生生活实际中的场景（认识生活中的电热器），激发学生的兴趣，运用多媒体展示一些用电器的图片，让学生观察，并思考＂这些用电器通电以后会产生哪些现象？
它们实现怎样的能量转换呢？
＂由此得出电流的热效应．
（２）发现问题，探求新知
用课件展示电炉丝工作时的图片，由＂电炉丝与导线发热的不同＂的现象提出＂电流通过导体产生的热量与什么因素有关＂的问题，教学中学生可能会提出很多影响电流热效应的因素，这时我就引导学生讨论分析并最终确定电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间有关，接下来让学生讨论＂当一个物理量被猜测与多个因素有关时，应用什么方法去研究？
和我们用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
得出本节探究采用控制变量法和转换法，设计实验分别探究电流热效应与电流、电阻、通电时间之间的关系，进行实验并得出实验结论．
（3）分析总结，得出规律
引导学生分析实验结论，综合得出焦耳定律．
通过实验我们知道电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间有关，具体的数量关系是怎样的？
英国物理学家焦耳在1840年就确定了它们的关系也就是著名的焦耳定律，课件展示焦耳定律的内容和公式并引导学生弄清公式中各个字母所代表的物理量和单位。
1、内容：
电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2、公式：
Q＝I2Rt
（4）理论推导，加深理解
教师使学生明白焦耳定律即可以通过实验归纳总结出来也可以通过电功率和欧姆定律推导出来，这对启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。
电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。
即：
Q=W=Pt=UIt=IR×It=I²Rt
=U（U/R）t=U²/Rt
（5）学以致用，解决问题
引导学生运用焦耳定律来回答“电炉丝为什么很热而导线不热”的问题。
通过对课本的例题讲解，加深学生对焦耳定律的理解和运用，明白解题一般过程（已知、求、解、答）。
（6）学会一分为二的看待问题
以辩论的形式让学生认识电热的用处和危害，提高课堂气氛，增强教学效果。
情感教育：
积极利用电热有利的一面，努力防止电热给生产和生活带来的不便。
（7）小结归纳，拓展深化
引导学生回顾本节课我们学习了什么，有哪些收获？
得出本节课的学习内容：
1、认识了什么是电流的热效应
2、通过探究知道了焦耳定律、3、了解了电热的利用和防止
（8）、布置作业，巩固本节知识。
六、板书设计:
焦耳定律
1、电流的热效应
2、探究电流产生的热量与那些因素有关
猜想：
电阻大小、电流大小、通电时间
结论：
在时，电流产生的热量与有关，，产生的热量越多。
3、焦耳定律
内容：
公式：
Q=I²Rt
4、电热的利用和防止
七、教学反思
作为新一代的教师接班人，新一轮的课程改革，不是我们所想象的那么简单，只要按照课本给
出的知识点，进行一些学生实验就可以了。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
新课程对教师提出了更高的要求，切实转变教育观念。
教学中以人为本，不放过教学中的每一个可以利用的契机，有机地处理好“知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观”在整个教学活动中的关系，才能把新课程的精髓落实到课堂教学的实处。
《焦耳定律》是九年级物理第十八章第四节的内容，主要内容是电流的热效应；焦耳定律；电热的利用和防止。
本节课的设计的体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。
根据学生实际和课程标准的要求进行设计，通过学生的观察和生活经验，提出问题，进行分析，共同归纳总结。
教学中应该充分地相信学生，给学生活动的空间，真正的让学生成为学习的主人，在实验的过程中学生也可能提出许多问题，例如学生在观察电炉通电时提出了不同的问题：
为什么电炉丝是一点点地变红而不是一下变红？
为什么电炉丝热得发红而与它相连的导线却不很热？
等等，教学中一定要发挥学生的主体作用，尤其是在大力提倡科学探究的今天。
在教学过程中要让学生参与讨论，充分调动学生学习的积极性，与思维分析能力，培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系，使学生达到学以致用。
通过本节课的教学，我进一步相信我的学生，相信他们的能力，在今后的教学中，充分发挥学生学习的主动性，主有让他们爱学、会学，我们教师才能真正走出多年的困惑，不要一为地强调结果，让我们更多地关注过程吧，只有这样结果才会更加美好。
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