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視頻標簽：焦耳定律
所屬欄目：初中物理優質課視頻
視頻課題：初中物理人教版九年級第十八章第4節焦耳定律_內蒙古 - 包頭
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第四節 焦耳定律
【教學目標】
知識與技能
1、知道電流熱效應的現象及能量的轉化。
2、通過探究影響電流熱效應的因素，理解焦耳定律的內容，能夠利用焦耳定律公式進行簡單的計算。
3、會利用焦耳定律解釋一些生活中簡單現象。
4、舉例說出生活中利用電熱的實例，了解電熱的危害和防止方法。 過程與方法
通過實驗探究，培養學生的實驗探究的能力和理論分析的能力，體會運用控制變量法和轉換法進行實驗。
情感、態度與價值觀
通過學習能夠把所學知識應用到實際生活中去，樹立學好科學文化知識為社會服務的觀念。 【教學重難點】
重點： 焦耳定律、電流熱效應的應用、電熱的計算 難點：電熱大小的影響因素的猜想和實驗設計。 【教學準備】或【實驗準備】
多媒體課件、電阻絲（1個10歐、3個5歐的電阻絲）、密封容器（2個）、U形管（裝有顏色的液體）、橡膠管、燒瓶（1個）、煤油、溫度計（1個）、學生電源（12V）、開關、秒表、導線（若干） 【教學過程】
主 要 教 學 過 程
教學內容
教師活動
學生活動
一、創設情景、導入新課
【情景創設】：
觀看并思考
無
二、進行新課 實驗準備
2008百年一遇的雪災席卷整個南方，電線上結了厚厚的冰，竿倒線斷，給人們的生活帶來了很多不便，造成經濟損失2000億。科技人員攻關研究出“直流融冰”新技術，對冰熔化，避免了巨大的經濟損失。你知道這種新技術的基本物理原理嗎？ （設計意圖：利用中國重大事件為背景，激發學習興趣）
【板書課題】：我們今天就來學習第十八章第四節《焦耳定律》
【引入】：像電暖氣等生活中很多用電器，通電以后會產生熱量。你還知道哪些電加熱的設備嗎？ 【小結】：電流通過導體時，導體要發熱，電能轉化成內能，這種現象叫做電流的熱效應。 【質疑】：“小太陽”電暖氣和電爐都是由電爐絲發熱，電爐絲A和導線B相連，通過它們的電流相同。為什么電爐絲熱的發紅，而導線卻幾乎不熱呢？換句話說，電流通過導體時產生熱量的多少跟哪些因素有關？請同學們作出合理猜想。
（注：學生猜想因素有哪些，不一定能想到，老師
適時給以提示。）
電熱水器、電熨斗、熱得快、電飯鍋等等 猜想：
1、與電流的大小 2、與電阻的大小 3、與通電時間的長短 4、……
小組討論
1、電阻絲加熱密封
容器中的空氣，推
探究實驗 1、探究產生熱量Q
與電阻R的關系
【實驗指導】： 電流產生熱量有多有少，你能從提供的器材中，比較出熱量的多少嗎？電阻絲、密封容器（帶有小孔）、U形管（裝有顏色的液體）、橡膠管、燒瓶、煤油、溫度計
【播放課件&點撥】：轉換法反映產生熱量的多少
方案一 方案二 （說明:若學生想不到，老師可展示課件。）
方案一：電阻絲加熱密封容器中的空氣， U形管中液面形成；液面差越大，產生的熱量越。
方案二：燒瓶內裝有煤油，電阻絲產生熱量會使溫度升高，用測量溫度；溫度越高，產生熱量的越。 【小結】：實驗中，將不易觀察到的現象通過其它
直觀形象顯示出來，我們稱之為轉換法。以上兩種方案中，加熱空氣快？還是加熱煤油速度快？ 【過渡】：所以我們就選用第一種方案，進行實驗探究。
（設計意圖：發揮學生的主觀能動性，培養學生的創造思維）
實驗一：探究產生熱量Q與電阻R的關系 【實驗指導】：1、通過我們的猜想電流產生的熱量可能與多個因素有關，應該采用什么探究方法？ 2、當探究產生熱量Q與電阻R的關系時，如何控制變量呢？一個10歐、兩個5歐的電阻絲，我們怎么選？
動U形管中液體，形成液面差 2、電阻絲加熱煤油，用溫度計測量煤油的溫度
液面差、多
溫度計、多
方案一快； 方案二煤油的比熱
容比空氣的大，需要吸收更多的熱量才會升高，所以慢
小組討論
1、控制變量法 2、應讓電流、通電時間一樣，改變電阻的大小；選一個5歐和一個10歐的
2、探究產生熱量Q
與電流I的關系
3、探究產生熱量Q與通電時
3、如何才能更好地讓通過兩個電阻的電流、通電時間一樣？ 【進行實驗】：
【引導】：哪個電阻的液面差明顯？說明了哪個電阻產生的熱量多？可以得到什么結論？
（設計意圖：通過一個完整的實驗探究，讓學生掌握其過程。）
實驗二：探究產生熱量Q與電流I的關系 【實驗指導】：1、當探究產生熱量Q與電流I的關系時，如何控制變量呢？
2、一個10歐、兩個5歐的電阻絲，我們怎么選？ 3、兩個容器中密封同樣的電阻，在另一個容器的外部，將一個電阻和這個容器內的電阻并聯，因此通過兩容器中的電阻的電流就不同。 【進行實驗】：
（設計意圖：通過電路圖便于學生更好理解通過兩密封容器內電阻絲的電流為何不等）
【引導】：哪邊液面差明顯？是電流大的還是電流小的產生的熱量多？可以得到什么結論？ 實驗三：探究產生熱量Q與通電時間t的關系
3、將兩個電阻串聯
觀察實驗現象 1、10歐的液面差大
2、電阻大的產生熱量多
3、當通過導體的電
流和通電時間相同時，導體的電阻越
大，電流產生的熱量越多。
小組交流、討論 1、讓電阻、通電時
間一樣、改變通過電流的大小 2、選兩個5歐的電阻絲
觀察實驗現象 1、左邊液面差明顯 2、電流大的產生熱
量多 3、當導體的電阻和
通電時間相同時，通過導體的電流越大，電流產生的熱
間t的關系
焦耳定律
【實驗指導】：當探究產生熱量Q與通電時間t的關系時，應該怎么做呢？我們可以第一次通電5s，第二次通電10s. 【進行實驗】：
【引導】：哪次通電形成的液面差明顯？可見產生的熱量多少與通電時間有什么關系？
【師生共同總結】：當電流通過導體時，電流越大、電阻越大、通電時間越長，產生的熱量越多。 【自學指導】：英國物理學家焦耳首先對此作出了卓越的探究，請大家閱讀課本100頁第二部分以及圖18.4-4《焦耳簡介》，回答以下問題： 1、焦耳定律的內容是什么？ 2、公式如何表示？
3、每個物理量的單位分別是什么？ 【板書】
焦耳定律內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比，這個規律叫焦耳定律。 公式：Q = I ²R t
【例題】一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上，在5min內共產生多少J熱量？
【學生示范】解：通過電阻絲的電流為：
AV
RUI6.06036
電流產生的熱量為：
量越多。 學生回答 讓電阻、電流一樣、改變通電時間的長短
觀察實驗現象 1、第二次液面差大 2、通電時間越長，產生的熱量越多 3、當通過導體的電流和導體的電阻大小相同時，通電時間越長，電流產生的熱量越多。 自主學習、回答問題
1、電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比，這個規律叫焦耳定律。 2、Q=I²Rt 3、Q—焦耳（J） I—安培（A） R—歐姆（Ω） t—秒（s）
產生熱量Q與消耗電能W的關系
Q=I²Rt =(0.6A) ²×60Ω×5×60s =6480J 【指導】理清學生的解題思路，規范解題過程 【針對練習】某導體的阻值為4 Ω，通過0.5 A的電流時，則1 min產生多少熱量？
（設計意圖：通過例題讓學生養成規范解題過程和良好的書寫習慣。） 【學以致用】
1、我們學習了焦耳定律，你能回答當電爐絲A和導線B通過的電流相同，為什么電爐絲熱的發紅，而導線卻幾乎不發熱？
2、你知道“直流融冰”新技術，即在輸電線路中輸入3000A左右的大電流，對冰熔化的物理原理嗎？
（設計意圖：讓學生從生活中走進物理，探索物理知識的奧秘，再從知識的殿堂中回歸生活。）
【設疑】電視機、電動機、電暖氣都標有“220V，200W”，把它們并聯在220V的電壓下，則相同時間內產生熱量Q最多是？為什么？
【點撥】（1）電流通過導體時，如果電能全部轉化為熱，而沒有同時轉化為其他形式能量，那么，電流產生的熱量Q和消耗的電能W的關系是Q=W,這樣的電路稱為純電阻電路。例如電爐，電飯鍋，電熱水器，電烤箱，電熱水壺等用電器，計算熱量還可用Q====。
（2）像電動機、電視機消耗的電能除轉化為內能
練習
產生60J的熱量
討論、交流 1、導線的電阻很小，而電爐絲的電阻很大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同時間內電流越大、熱量越多，因此電爐熱得發紅，而導線卻不熱。
2、當電阻、通電時間一定時，電流越大產生的熱量越多
討論、交流 由W=Pt可知，消耗的電能一樣多； 電視機：W=Q+光能
電動機：W=Q+機械能
電暖氣：W=Q 所以，電暖氣產生的熱量多
電熱的利用和防止
還轉化為其它形式的能，這樣的電路稱為非純電阻電路，QW。所以計算非純電阻電路產生的熱量只能用公式Q=I²Rt。
（設計意圖：讓學生進一步理解電流產生的熱量Q的計算，認識得到提升，能夠靈活運用公式。） 【自學指導】：閱讀教材P101“電熱的利用和防止”討論回答下列問題：
（1）、電熱對我們是有利還是有害的？ （2）、生活中我們是如何利用電熱的？
（3）、有時電熱會給我們造成什么危害？我們又是如何防止的呢？ 【展示課件】
電熱器的優點: 清潔衛生，無污染，效率高，便于調節溫度。
電熱的危害：電熱過多，損壞物品
＜
自主學習 回答問題 1、既有利又有害 2、電熨斗、電飯鍋、電熱水器等 3、燒壞用電器； 燙傷
4、（1）電視機的后蓋有很多孔，就是為了通風散熱，使用時一定要把防塵布罩拿開。 （2）電腦里安裝了微型風扇，把熱吹走 （3）不要長時間使用 觀看課件
增強安全意識
電熨斗忘記關電源 在高溫下，長時間使用電腦 防止措施：設法散熱
（1）加散熱窗 （2）加風扇 （設計意圖：從課堂走向生活,讓學生發現生活中電熱的利與弊,便于學生理解和應用──“生活是最深刻的實驗”，滲透安全用電教育，體現新課標的“情感、態度、價值觀”。）
了解方法
課堂小結
回顧本節課的學習內容 見附件1 學生梳理知識 課堂檢測 師巡視、講評 見附件2 完成檢測題 布置作業
見附件3
課后完成
【板書設計】
第四節 焦耳定律
一、電流的熱效應：
三、焦耳定律
1、內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比，這個規律叫焦耳定律。 2、公式：Q=I²Rt
3、與消耗電能的關系： Q= W（純電阻電路） 四、電熱的利用和防止 電熱器的優點:
清潔衛生，效率高，方便調溫。
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