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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_河南省 - 鄭州
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《焦耳定律》教學設計
課題
§18～4 焦耳定律
設計思想
課程標準中要求本節課通過實驗，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律說明生產、生活中的一些現象。課程設計按照學生自己的思維認知水平逐步推進。本節課學生通過活動體驗進行猜想，自己設計實驗并進行探究，觀察實驗現象進行歸納總結，最后學生自學焦耳定律。每一個活動環節中教師主要是起到引導和啟發的作用。
本課重點在于探究電熱與電阻、電流的關系以及焦耳定律的應用，而對于難點：設計實驗和焦耳定律的理解，教師在學生設計過程中多引導，為了方便實驗和觀察實驗現象，實驗中通觀察測溫紙的變色情況來判斷電流產生熱量的多少；學生自主學習焦耳定律的有關內容，結合例題進行應用焦耳定律公式計算。物理源于生活，應用于生活，講述生活中電熱的利用以及防止電熱帶來的危害；
學情分析
九年級的學生，對科學探究的各個要素已經了解，已經具備了初步的探究能力和小組合作學習的意識。學生對電流熱效應的應用很熟悉。本節課對“電熱影
響因素”的探究重點不放在完整的探究環節以及精密的定量測量上，而是注重滲透物理實驗探究方法、注重學生對抽象實驗的親身體驗上。
教材分析 本節共分成三部分內容：電流的熱效應、焦耳定律和電熱的利用和防止。焦耳定律是關于電熱的規律，是在學生學習了電功率等電學重點難點后的一節課，
學習難度不大，重在讓學生通過實驗這種學習方式，獲得探究體驗，從而提高動
手能力、實驗設計能力。同時教師自制教具的使用可以最大程度的激發學生的學習興趣。
教學目標
1.通過演示實驗和學生舉例，幫助學生認識電流的熱效應；
2.通過簡單的體驗活動讓學生感受到電流通過導體時產生熱量的多少與那些因素
有關，并引導學生設計實驗并進行探究；
3.引導學生自主學習焦耳定律有關內容，會用焦耳定律公式進行計算；
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教學重點
、難點
重點：引導學生探究電熱與電阻、電流之間關系，并初步歸納其結論以及焦耳定
律的應用；
難點： 探究實驗的設計和焦耳定律的理解。
教學方法 實驗法、觀察法、探究法、講授法；
使用器材
學生電源、鎳鎘合金絲、導線、火柴、自制電熱手套、發熱電阻多個、滑動變阻器等，NCW測溫紙；
課時
1課時
教學過程設計
教學
環節
教師活動
學生活動
設計意圖
一、引入
新課
演示引入：電阻絲通電后能否點燃火柴？
問題1：這種現象說明了什么？
（說明電阻絲通電后溫度會升高，產生了大量的熱）
問題2：其實它就類似于生活中電暖扇中的電熱絲，通電以后會產生大量熱，同學們還知道哪些用電器通電后可以發熱的？
（電飯煲、電熱水壺、電熱毯等等）
觀察實驗現象，并思考這種現象說明了什么？
列舉生活實例
引課、激發學生學習興趣。
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歸納總結
一、電流的熱效應
定義：電流通過導體時電能轉化成內能，這種現象 叫做電流的熱效應。 概述電流的熱效應
二、探究
新知
一、 學生體驗活動：
器材：自制電熱手套
體驗一：請各小組找出一位同學分別戴上兩只手套，通電一段時間后感受一下兩只手套的發熱情況是否一樣？
（發熱情況不一樣，左手手套要更熱一些）
體驗二：嘗試增大通過兩只手套中電流，感受一下手套的發熱情況有什么變化？ （兩只手套變得更熱了，甚至發燙）
結合體驗活動猜想：電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關？
（與電阻的大小、電流的大小、通電時間的長短有關） 選取實驗方法：控制變量法。
二、實驗探究活動：探究電熱Q與I 、R、t的關系；
1、設計實驗： （1）探究電熱Q與R的關系；
實驗電路圖：
學生參與體驗活
動，感受手套發熱的情況。并進行猜想；
選取實驗方法； 小組合作設計實驗
電路圖；
通過體驗活動，讓學生真實的感受到電流通過導體時會發熱，并體驗到電阻不同，發熱情況不同；如果改變通過電阻中的電流，電阻的發熱情況也會發生改變。從而猜想出電流通過導體時產生熱量的多少與電阻的大小、電流的大小以及通電時間有關；
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（2）探究電熱Q與I的關系；
實驗電路圖：
綜合實驗電路圖：
提出問題：實驗中我們怎么知道電流通過那個電阻產生熱量多,通過那個電阻產生熱量少？同學們想想辦法！
（方法一：可以直接用手觸摸電阻，誰的溫度高說明它產生的熱量多；缺點：沒有說服力，而且細微的溫度變化人感覺不出來。
方法二：可以用溫度計去測溫度；缺點：溫度計跟電阻接觸部分太少，示數基本不變，而且測得溫度不準確。
改進方法：增大跟電阻接觸的面積；加熱空氣或者加熱煤油。
通過加熱容器中的空氣，空氣受熱膨脹使U形管中液面的高度發生改變。
兩個燒瓶中裝有質量相等、初溫相同的煤油，然后加熱，通過觀察
小組之間交流討論，發現問題改進
方法；
發揮學生的主觀能動性，培養學生自主探究能力和小組合作意識
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相同
溫度計示數的變化來反映電流產生熱量的多少。）
本次實驗中我們將利用測溫紙的變色情況來反映電流通過導體時產生熱量的多少；（轉換法）
2、進行試驗
（1）實驗操作注意：
①按照電路圖連接電路，滑動變阻器要“一上一下”接入電路，為了縮短實驗時間可將滑動變阻器的阻值調小一點；把測溫紙緊貼在定值電阻上。
②接通電源2min~3min后再關閉電源，記錄觀察到的實驗現象并總結得出實驗結論；
③請各小組成員分工合作，保證實驗高效、快速的完成；
實驗電路圖：
實驗現象記錄：
實驗 序號 通電時間 電阻
電流
測溫紙 變色情況
1 相同
5Ω
2 10Ω（干路）
3
10Ω（支路）
較小
結論1：在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多。
小組合作進行試
驗，并根據觀察到
的實驗現象總結得出實驗結論；
學生自己動手連接電路進行探究，訓練學生的動手能力；
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結論2：在電阻和通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越多。
通過一些生活實例現象總結出：通電時間越長，電阻產生的熱量越多；（例如：用電水壺燒水，經過一段時間后水才會燒開；）
三、焦耳定律 科學家生平：
焦耳(James Prescott Joule，1818～1889)，英 國物理學家，一生致力于實驗研究。用近 40 年的時
間做 400 多次實驗，研究熱和功的關系。根據 測量電流通過電阻放出的熱量，提出焦耳定律。他的研究為能量守恒定律的建立奠定了基礎。為了紀念他對科學發展的功績，能量和功的單位被命名為“焦耳”(J)。
1、焦耳定律
（1）內容：電流通過導體所產生的熱量，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。
（2）公式： Q = I²R t （3）各物理量的意義及單位；
Q 表示熱量，單位：J; I表示電流，單位：A; R 表示電阻，單位：Ω; t表示通電時間，單位：s;
閱讀材料，了解焦耳定律的由來。
學生自主學習，踴躍發言。
滲透情感態度價值觀
激發興趣活躍課堂。
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三、鞏固
練習
（用焦耳定律公式進行計算時，各物理量的單位要統一；）
例題1：一根電阻絲接在 20 V的電源兩端，通過它的電流為2A，求它在 5 min內共產生多少熱量？
（用公式：Q = I²R t來計算；注意公式、數字后帶單位以及單位要統一等。）
例題2：某電爐正常工作時通過它的電流4A，通電10s產生的熱量是8×103J，那么這個電爐的電阻是多少？
（由Q = I2Rt 變形得：R = Q / I2t 來計算；注意公式、數字后帶單位以及單位要統一等。）
四、電熱的利用和防止
生活中電熱的利用：
電熱器的優點: 清潔衛生，沒有環境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調節溫度。
防止電熱帶來的危害：
舉例說出利用電熱的現象；如果產生的電熱有危害，如何來防止？
焦耳定律的應用
讓物理知識應用于生活
四、課堂
小結
一、電流的熱效應
定義：電流通過導體時，電能轉化成內能，這種現象叫做電流的熱效應。
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二、焦耳定律
表述：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體電阻成正比，跟通電時間成正比。
公式：Q = I 2 R t 三、電熱的利用和防止
1．利用：電暖氣、電烤箱、電熨斗。 2．防止：隔熱涂層、散熱扇。 學生通過課堂小結，使知識更具系統性。
五、知識
延展 思考題：
電熨斗通電一段時間后變的發燙，而連接電熨斗的
導線卻不怎么熱，這是因為什么？
（因為導線的電阻遠小于電熨斗電熱絲的電阻）
思考、 練習
情感態度價值觀。
六、布置
作業
教材：P102 動手動腦學物理1～6
板書 設計
§18～4 焦耳定律
一、電流的熱效應
定義：電流通過導體時，電能轉化成內能，這種現象叫做電流的熱效應。 I
二、 電熱 Q R 有關；（控制變量法） t 三、焦耳定律
公式：Q = I 2 R t
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