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2019-2020年九年級物理全冊 16.4 電流的熱效應(yīng)教案 （新版）滬科版 【教學(xué)目標(biāo)】 （一）知識與技能1、知道電流的熱效應(yīng). 2、理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其應(yīng)用。 （二）過程與方法1、通過探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)”初步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、研究、解決問題的能力。2、通過教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生運用焦耳定律解決一些簡單實際問題的能力。 3、注意對學(xué)生進(jìn)行研究方法（控制變量法）的培養(yǎng) （三）情感態(tài)度價值觀1、通過經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，使學(xué)生認(rèn)識實驗對人們獲取科學(xué)理論的重要價值； 2、通過對所學(xué)知識的應(yīng)用，體會物理知識來源于生活，服務(wù)于社會的理念。 3、使學(xué)生通過對英國物理學(xué)家焦耳的了解，受到其刻苦鉆研精神和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的感染和熏陶。（在探究實驗的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其應(yīng)用。） 【教學(xué)重點】理解焦耳定律。 【教學(xué)難點】探究電熱跟哪些因素有關(guān) 【教學(xué)準(zhǔn)備】焦耳定律實驗演示器1套、學(xué)生電源、滑動變阻器1個、單刀開關(guān)1個。 【教學(xué)方法】情景教學(xué)法 實驗探究法 問題討論法 講授引導(dǎo)法。 【教學(xué)過程】（一）提問引入：(1)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？ (2) 電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機(jī)部分有什么感覺？為什么？ 學(xué)生回答：發(fā)燙. 師：電流通過任何導(dǎo)體都會發(fā)熱，生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。 我們一起學(xué)習(xí)與此有關(guān)的新一節(jié)課：焦耳定律（板書） （二）新課教學(xué) 【實驗設(shè)計】師：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 電流產(chǎn)生的熱量叫做電熱，電熱大小跟哪些因素有關(guān)？（學(xué)生猜想） 1、演示實驗：燈泡接入電路中，閉合開關(guān)，燈泡發(fā)光，（目的：引導(dǎo)學(xué)生正確地猜想） 提出問題：（1）燈泡在工作過程中，把什么能轉(zhuǎn)化為什么能？ 學(xué)生回答：燈泡在工作過程中，把電能能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。 （2）在燈泡工作過程中，電線中通過的電流和燈泡燈絲中通過的電流是否相同？學(xué)生回答：相同。 （3）電線中通過的電流和燈泡燈絲中通過的電流既然相同，那為什么燈泡燈絲熱得發(fā)熱發(fā)光，而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱呢？（學(xué)生：電熱可能跟導(dǎo)體的電阻有關(guān)） （4）電線中通過的電流越大，燈越亮，為什么燈泡燈絲就越熱？發(fā)光時間越久，燈泡玻璃越燙？ （學(xué)生：電熱可能還跟導(dǎo)體中的電流和通電時間有關(guān)） （先引導(dǎo)學(xué)生分析電流產(chǎn)生的熱量跟 電流I、電阻R和通電時間t有關(guān)，為下面的實驗打下基礎(chǔ)。） 3用實驗進(jìn)行研究。學(xué)生討論研究方法 控制變量法。 ① 當(dāng)電流I、時間t相同時，研究電熱 Q與電阻R的關(guān)系。 ② 當(dāng)電阻R、時間t相同時，研究電熱Q與電流I的關(guān)系。 ③ 當(dāng)電流I、電阻R相同時，研究電熱Q與通電時間t的關(guān)系。 （引導(dǎo)學(xué)生分析研究多變量問題的方法－－控制變量法，并在實驗過程中具體使用，對學(xué)生進(jìn)行研究方法的教育。） 二【進(jìn)行探究實驗】 (1) 介紹如圖實驗器材：學(xué)生電源、滑動變阻器1個、單刀開關(guān)1個、 兩個內(nèi)有相同體積空氣的容器、容器中各裝一根電阻絲（10Ω,5Ω）、 電流表一只，規(guī)格相同的玻璃管兩支。 先把兩相同的容器中的電阻串聯(lián)起來，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的 熱量使容器內(nèi)的空氣體積膨脹，使得玻璃管里的紅水會上升， 電流產(chǎn)生的熱量越多，玻璃管內(nèi)的紅水上升得越高.實驗中用滑動變阻器改變電路中的電流。 ⑵介紹觀察方法：觀察紅水在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產(chǎn)生的熱量. 電熱多少——氣體受熱膨脹或溫度的變化，來觀察產(chǎn)生熱量的多少（轉(zhuǎn)換法） （3）交流探究結(jié)果：請一位同學(xué)將本組的實驗數(shù)據(jù)寫在黑板上，并闡述本組得到的結(jié)論。 電流 時間t R大=10歐 R小=5歐 電流I1=0.3A 5s 紅水升高4cm 紅水升高2cm 電流I2=0.6A 5s 紅水升高16cm 紅水升高4cm ① 研究電熱Q跟電阻R的關(guān)系：電流I、通電時間t相同，電阻R越大，電熱Q越多。 ② 研究電熱Q跟電流I的關(guān)系：電阻R、通電時間t相同，電流越大，電熱越多。 ③ 研究電熱Q跟通電時間t的關(guān)系：電流I、電阻R相同，通電時間越長，電熱越多。 三、焦耳定律：焦耳簡介：焦耳定律是英國物理學(xué)家焦耳經(jīng)過無數(shù)次實驗探索總結(jié)出來的。我們不僅要學(xué)習(xí)他發(fā)現(xiàn)的定律，而且要學(xué)習(xí)他的刻苦鉆研的精神。 （1）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。注意：“電流產(chǎn)生的熱量Q與電流的平方I2成正比”的含義是： 當(dāng)I1=2I2時，Q1=4Q2 （2）公式：Q=I2Rt （3）單位：I－安，R－歐，t－秒，Q－焦。 （4）說明：焦耳定律是從實驗中總結(jié)出來的規(guī)律，它適用于任何情況下的電熱的計算。 四、理論推導(dǎo)： 焦耳定律是焦耳在大量實驗基礎(chǔ)上歸納總結(jié)得出來的規(guī)律，還需要理論上的支持，我們能不能通過理論來推導(dǎo)出焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式呢？學(xué)生討論推導(dǎo)。 電功 當(dāng)滿足條件，電能 內(nèi)能（電熱）時，有Q＝W （全部轉(zhuǎn)化） W=UIt，且U=IR ∴Q=W=UIt=I2Rt ∴Q=I2Rt 通過理論推導(dǎo)，同樣得出了焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，達(dá)到理論和實踐的完美的統(tǒng)一。 最后再讓學(xué)生總結(jié)得出當(dāng)電流通過導(dǎo)體做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時熱量的計算方法： ①Q(mào) = W ；②Q = UIt ；③Q = Pt；④Q = UQ電荷量 ；⑤Q = I2Rt；⑥Q =（ U2/R） t 五、引導(dǎo)學(xué)生運用本節(jié)課研究的結(jié)論解決實際問題。 （1）分析討論課文前面“？”中的兩個問題。問題1：燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么？ 問題2：假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又是為什么？ （2）利用焦耳定律解決實際問題： ①連接電路用的導(dǎo)線應(yīng)選擇電阻率較大的導(dǎo)線還是選擇電阻率較小的導(dǎo)線？為什么？ ②制作電爐子用的發(fā)熱體應(yīng)選擇電阻率較大的導(dǎo)線還是選擇電阻率較小的導(dǎo)線？為什么？ ③制作電扇電動機(jī)線圈的導(dǎo)線應(yīng)選擇電阻率較大的導(dǎo)線還是選擇電阻率較小的導(dǎo)線？為什么？ （3）再通過例題討論可以用幾種不同的方法求解電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 通過對實際問題的分析、討論，材料的選擇、及熱量的不同計算方法的運用，提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。進(jìn)一步加深學(xué)生對物理知識的理解。 在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生運用物理規(guī)律解決實際問題的能力，特別是讓學(xué)生通過討論，自己得出結(jié)論。這樣做，培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和分析問題的能力。 （三）課堂小結(jié)： 1、歸納研究物理問題的方法——控制變量法 2、歸納物理知識：焦耳定律 3、歸納電熱的計算方法。 （四）作業(yè)： 1、閱讀教材第九章第5節(jié)——焦耳定律 2、P117練習(xí)：1、2、3 （五）附板書設(shè)計： 16.4 焦耳定律 一、研究電熱跟哪些因素有關(guān) 電流 I 1、電熱Q → 電阻 R 有關(guān) 通電時間 t 2、實驗研究： 研究方法：控制變量法 二、焦耳定律 1、內(nèi)容：（略） 2、公式：Q=I2R.t 3、單位：I－安，R－歐，t－秒，Q－焦。 4、說明：①焦耳定律是從實驗中總結(jié)出來的規(guī)律，它適用于任何情況下的電熱的計算。 電功 ②當(dāng)滿足條件，電能 __________內(nèi)能（電熱）時，有Q＝W （全部轉(zhuǎn)化） W=UIt，且U=IR ∴Q=W=UIt=I2R.t （六）教學(xué)反思：