《焦耳定律》名師教案

第十八章電功率

18.4焦耳定律教學設(shè)計

單位青海省西寧市虎臺中學姓名李振起課時1課時

核心素養(yǎng)通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學生的分析、推

理能力；體會物理科學探究的過程和方法，培養(yǎng)合作意識和創(chuàng)新

能力。

教材分析焦耳定律是電學兩大定律之一，在整個初、高中物理學習中

都有著很重要的承上啟下作用，它是能量守恒定律在電熱轉(zhuǎn)換中

的具體體現(xiàn)，是對電能、電功率的應用總結(jié)和進一步延伸，也為

后面章節(jié)認識安全用電打下了理論基礎(chǔ)，學習本節(jié)內(nèi)容既滿足了

學生的學習需要，也符合學生的認知規(guī)律。電熱很貼近生活，與

生活息息相關(guān)，學好本節(jié)課的內(nèi)容可以解決生活中遇到的許多實

際問題，這也充分體現(xiàn)了物理學科“從生活走向物理，從物理走向

社會”的學科教育理念。

學情分析心理方面，九年級學生思維活躍，求知欲強，對物理實驗較

感興趣，但遇到問題仍然不知從何下手，缺乏理性思維能力和實

驗設(shè)計能力，分析能力也有待提高，尤其面臨中考升學壓力很大，

身心疲憊。

知識能力方面，通過前面章節(jié)的學習，學生已學習了歐姆定

律，電能、電功率等相關(guān)知識，同時也具備了一定的實驗操作能

力，可以進行科學探究，這些都為本節(jié)課的學習提供了基礎(chǔ)。

教學目標1．能通過實例，認識電流的熱效應。

2．能在實驗的基礎(chǔ)上得出電熱的多少與電流、電阻和通電時間有

關(guān)，知道焦耳定律。

3．會用焦耳定律進行計算，會利用焦耳定律解釋生活中的電熱利

用與防治。

學法指導歸納法、實驗探究法、講授法

教學重難點多媒體課件、學生電源、火柴、電阻、電路演示板等。

教學過程設(shè)計

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教師活動學生活動設(shè)計目的

登陸優(yōu)教平臺，發(fā)送預習任務完成本節(jié)課的預習了解本節(jié)課內(nèi)容，

任務，反饋預習情況發(fā)現(xiàn)薄弱點，針對

性聽課

創(chuàng)設(shè)情境，引入新課創(chuàng)設(shè)情景，激

我們在電學方面已經(jīng)學習了電壓、學生觀察實驗發(fā)學生的興趣和

電流、電阻、電功、電功率等相關(guān)物理并觀察實驗現(xiàn)象。求知欲。

知識，今天我們展開更深入的學習，我

們先來一起做一個實驗，請同學們仔細

觀察實驗。

實驗具有一定通過一系列

的危險性，請同學們的追問，提高學生

不要模仿。的學習興趣和課

堂參與度，同時讓

（活動1）實驗

學生盡快融入課

你看到了什么現(xiàn)象？

1.火柴點燃堂教學。

2.一支點燃，一

直未點燃

電阻溫度很高，

火柴點燃說明了什么問題？

很熱，電流具有熱效

應。

一支點燃，一直未點燃，說明能說

一支點燃，一直

明什么？

未點燃說明，產(chǎn)熱的

多少是不同的！通過小實驗

產(chǎn)熱的多少跟觀察到的現(xiàn)象，讓

我們能提出什么探究問題？

什么因素有關(guān)？學生自主提出探

究問題。

這就是今天我們要學習的焦耳定

律內(nèi)容。

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新課教學

一、電流的熱效應理論上理解電培養(yǎng)學生總

電流通過導體時,電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能流的熱效應。結(jié)能力（得出電流

的現(xiàn)象叫做電流的熱效應。的熱效應）。

板書：18.4焦耳定律記錄學習筆讓學生更深

1.電流流過導體，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能記。入的理解物理概

的現(xiàn)象叫做電流的熱效應。念

2.探究電熱跟什么因素有關(guān)？提出探究問題由生活現(xiàn)象

培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問

題、提出問題的能

力。

二、探究電熱與什么因素有關(guān)

學生思考。自主培養(yǎng)提出問

1.提出問題產(chǎn)生問題。題的能力。

電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少跟

什么因素有關(guān)?

2.猜想與假設(shè)學生結(jié)合所學培養(yǎng)學生合

剛才我們提出了探究問題，請同學知識與實驗情境，交理猜想，并分析猜

們分組討論，大膽猜想與假設(shè)電熱可能流猜想:電流、電壓、想的合理性。學會

跟什么因素有關(guān)？電阻、通電時間等。排除不合理猜

提示：電壓是形成電流的原因，對想。

于同一段導體，電壓越大，電流越大。

（優(yōu)教提示：請打開素材“演示視頻：

焦耳定律（二）”）

3.設(shè)計實驗

電熱可能跟這些因素有關(guān)，如何設(shè)學生討論，思考培養(yǎng)學生利

計實驗探究Q與R關(guān)系？交流實驗的設(shè)計電用控制變量法設(shè)

板書：（1）探究Q與R關(guān)系？路。計實驗的能力。

請同學們分組設(shè)計并交流實驗電串聯(lián)電流相同，一系列的追

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路圖。通電時間也相同，電問，讓學生真正參

為什么要這樣設(shè)計電路？阻不同。與到實驗的設(shè)計

這是什么探究方法？控制變量法。過程中。

學生分組討論引導學生自

交流實驗中比較電主設(shè)計實驗。

熱的方案。

電熱的多少怎么比較？學生回答：電阻通過分析實

發(fā)熱后，空氣受熱膨驗裝置的合理性

脹，兩個U形管中來培養(yǎng)學生的設(shè)

液面出現(xiàn)高度差，比計實驗的能力，再

較高度差反映電熱次理解轉(zhuǎn)換

的多少。法。

這叫什么方法？轉(zhuǎn)換法。

由于路途遙遠，我沒有帶易碎的U學生立即明白，利用現(xiàn)代技

形管，但我?guī)Я艘恍╇妼W元件和測溫可以直接測量電阻術(shù)手段，提高教學

槍，要探究Q與R關(guān)系，我們該怎么的溫度。效率，減輕學習負

做？擔，讓課堂氛圍更

教師展示測溫儀，并使用測溫儀測加活躍。

學生的額頭溫度。

及時對學生

的觀點給予高度

初溫可能不同，怎么辦？學生思考后回評價，提高學生的

同學們的思路非常好，老師很贊賞答：比較升到的溫學習自信心。

你們。度

下面我們一起按照我們的思路進學生參與課堂，讓更多的學

行實驗，請兩位同學幫我完成實驗。參與實驗，得到實驗生參與課堂。

這是老師已經(jīng)連接好的電路，教師數(shù)據(jù)。

與學生一起演示實驗，讀數(shù)并由學生填

寫實驗數(shù)據(jù)：培養(yǎng)學生設(shè)

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計實驗、分析實

驗、總結(jié)實驗、描

學生觀察實驗述實驗結(jié)論的能

數(shù)據(jù)得出結(jié)論：在電力。

流和通電時間相同會根據(jù)實驗

時，電阻越大，電流數(shù)據(jù)得出結(jié)論，利

通過電阻產(chǎn)生的熱用控制變量的方

量越多。法準確的描述出

板書：在I,t一定時，R越大，Q

結(jié)論。

越大。

我們已經(jīng)探究出電熱與R關(guān)系，

接下來該探究Q與I關(guān)系。

板書：（2）如何探究Q與I關(guān)系?

學生可以立即培養(yǎng)學生的

又該如何設(shè)計實驗電路？剛才的

回答，剛才的電路不邏輯思維能力

電路還能用么？

可以，不能，應該使

用控制變量法。

教師帶領(lǐng)學生重新設(shè)計實驗電路

圖。

應控制R,t相

同，I不同，要重新

設(shè)計電路。

為了避免剛才電阻發(fā)熱對實驗的學生歸納實驗培養(yǎng)學生對

影響，我們換成新的電阻，學生與教師結(jié)論，教師板書。實驗綜合分析能

一起演示實驗，學生記錄實驗數(shù)據(jù)。力。

結(jié)論：在電阻和

通電時間相同時，電

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板書：在R,t一定時，I越大，Q流越大，電流通過電

越大。阻產(chǎn)生的熱量越

根據(jù)以上的實驗數(shù)據(jù)，電熱與通電多。

時間的關(guān)系還需要探究么？

板書：在I，R一定時，t越長，不需要！可以由培養(yǎng)語言表

Q越大。以上實驗數(shù)據(jù)得出達能力。

分析論證結(jié)論！

結(jié)論1:當_____和_____相同時，

___越大，電熱越多。

結(jié)論2:當_____和_____相同時，學生由以上實

___越大，電熱越多。驗數(shù)據(jù)得出最終結(jié)

結(jié)論3:當_____和_____相同時，論。

___越長，電熱越多。

評估交流

請同學們結(jié)合實驗過程，對本實驗

做出評價。改進后的方案易于操作，學生結(jié)合剛才

可以快速、方便的的實驗過程，發(fā)表自

得到電熱與I、R、t的關(guān)系，但是己的見解。

實驗中仍然存在許多需要改進的地方，

例如本方案可以定性得到電熱與I、R、引導學生學會讓學生通過

t的關(guān)系，但不能得到定量關(guān)系。對實驗進行評價，并已有數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)

將自己的心得與其論，培養(yǎng)語言組織

他同學分享。能力。

三、焦耳定律培養(yǎng)學生的

英國物理學家焦耳，用近40年的了解焦耳在電人文精神、學習科

時間做了400多次實驗，研究了熱和功熱上的成就學家的實事求是

的關(guān)系。通過大量的實驗，于1840年的精神。

最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與

電流、電阻和通電時間的關(guān)系。學生了解焦耳培養(yǎng)學生閱

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內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟定律的內(nèi)容，記住公讀能力和歸納總

電流的二次方成正比，跟導體的電阻成式Q=I2Rt。結(jié)能力。

正比，跟通電時間成正比。

公式：Q=I2Rt

單位：焦耳（J）

板書：3.焦耳定律：Q=I2Rt

四、電功與電熱關(guān)系

焦耳為我們?nèi)祟惖倪M步做出了巨學生思考純電加強知識間

大的貢獻，焦耳的刻苦專研精神值得我阻電路和非純電阻的聯(lián)系，培養(yǎng)學生

們學習，其實通過前面已經(jīng)學過的知電路的區(qū)別，從理論系統(tǒng)學習的能力，

識，也可以得到焦耳定律，如果電流做上理解電功與電熱和邏輯思維能

的功全部轉(zhuǎn)換成熱，則的關(guān)系。力。

Q=WW=UItU=IR1．純電阻電路

Q=W=I2Rt中W=Q

電暖器，電飯鍋，電爐子等用電器2．非純電阻電

可以將消耗的電能全部轉(zhuǎn)換成熱，這樣路中W>Q

的電路我們稱為純電阻電路，Q=W。培養(yǎng)利用物

如果電流做的功轉(zhuǎn)換成熱能還有理知識解決實際

其他形式的能量，則問題能力。

W＞QW=UItQ=I2Rt

這樣的電路我們稱為非純電阻電

路，如：電風扇，電動機等，Q≠W。

板書：4.電功與電熱關(guān)系

純電阻:W=Q=UIt=I2Rt

非純電

阻:W>QW=UItQ=I2Rt

五、電熱的利用和防止

（優(yōu)教提示：請打開素材“演示視頻：

電熱的利用和防范”）

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電熱在生活中有許多應用，誰能聯(lián)學生列舉生活

系生活說出哪些用電器利用電熱為我中常見電熱的實例

們服務？利用電熱的有：電熨

板書：5.電熱的利用和防止斗、取暖器、電飯鍋利用分類的

1．電熱的利用等。方法來，培養(yǎng)學生

利用辯證的態(tài)度

看待問題的能力

電熱帶給我們便利的同時，也會給

我們帶來不利，電熱會引起用電器元件

防止電熱的有：

的老化，縮短使用壽命，甚至會引起火

電視機散熱孔、電腦

災，危及生命，生活中我們采取了哪些

主板風扇、筆記本散

措施，來防止電熱的危害？

熱孔、電動機外殼等

2．電熱的防止

課堂小結(jié)梳理知識內(nèi)容，歸納總結(jié)，讓

通過今天對焦耳定律的學習，我們學生回憶本節(jié)課的學生系統(tǒng)的理解

知道電流具有熱效應，一起探究了電熱內(nèi)容，形成知識體所學知識，同時滲

的影響因素，對純電阻和非純電阻電路系。透安全用電知識，

做了比較，對電熱的知識有了全新的認培養(yǎng)學生良好的

識，希望同學們在今后的學習生活中，用電習慣。

養(yǎng)成良好的安全用電習慣，不使用用電

器時，隨手關(guān)閉電源，既可以消除安全

隱患，又可以節(jié)約電能。

課堂練習試一試學生根據(jù)焦耳培養(yǎng)學生合

（優(yōu)教提示：打開優(yōu)教配套習題“名師定律討論。作學習的能力、團

訓練-《焦耳定律》，使用互動答題卡，更快利用焦耳定律隊精神和交往能

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更便捷的掌握學生的情況）進行簡單計算，并在力。

小組間交流計算結(jié)培養(yǎng)學生利

果。用公式解決實際