九上物理【教案】-15.4-探究焦耳定律教案課件

15.4探究焦耳定律教學(xué)目標(biāo)1．知道電流的熱效應(yīng)及其在生活與生產(chǎn)中的應(yīng)用。2．知道焦耳定律,會(huì)運(yùn)用焦耳定律進(jìn)行簡單的計(jì)算。重、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：探究電流的熱效應(yīng)，從電流做功的公式推導(dǎo)得出焦耳定律。教學(xué)難點(diǎn)：理解焦耳定律。器材準(zhǔn)備多媒體課件。一、引入新課提問：(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)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(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)外殼部分有什么感覺？為什么？學(xué)生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).二、新課教學(xué)探究點(diǎn)一：通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)1.介紹實(shí)驗(yàn)裝置，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各裝一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，串聯(lián)起來，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里會(huì)上升，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產(chǎn)生的熱量.2.三次實(shí)驗(yàn)：第一次實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時(shí)間相同，甲瓶相對乙瓶中的電阻較大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：電流一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.第二次實(shí)驗(yàn)：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，增大電流，重做實(shí)驗(yàn)，讓通電的時(shí)間與前次相同，兩次實(shí)驗(yàn)比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度，第二次煤油上升的高，表明：電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.第三次實(shí)驗(yàn)：如果加長通電的時(shí)間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.3.總結(jié)：（1）在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.（2）在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比.（3）在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。探究點(diǎn)二：焦耳定律1．介紹英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流通過導(dǎo)體產(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(shí)間成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律.2．說明：焦耳定律可以用下面的公式表示：Q=I2Rt。公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆(Ω)，通過的時(shí)間t的單位要用秒(s)這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）.注意：電功與電熱的區(qū)別！練習(xí)：一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？推導(dǎo)：在一定的條件下，根據(jù)電功公式和歐姆定律公式推導(dǎo)出焦耳定律公式。如果電流通過導(dǎo)體時(shí)，其電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所做的功全部用來產(chǎn)生熱量.那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于電流做的功W，即Q=W.W=UIt，根據(jù)歐姆定律U=IR推導(dǎo)出焦耳定律Q=I2Rt。討論電熱與電阻的關(guān)系：（1）當(dāng)電流相等時(shí)，由W=UIt和U=IR得W=Q=I2Rt。結(jié)論：當(dāng)電流與通電時(shí)間一定時(shí)，電熱與電阻成正比。（2）當(dāng)電壓相等時(shí)，由W=UIt和I=U/R得W=Q=U2t/R。結(jié)論：當(dāng)電壓與通電時(shí)間一定時(shí)，電熱與電阻成反比。3.探究活動(dòng)：“焦耳定律”的演示【實(shí)驗(yàn)方案示例】實(shí)驗(yàn)器材：干電池四節(jié)，玻璃棒，若干電阻絲，蠟燭，火柴棒．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：把同一根電阻絲分別繞在玻璃棒的兩端，繞線匝數(shù)比例為1∶8，兩線圈相距5ｃｍ左右，然后在這兩個(gè)線圈上滴上同樣多的蠟，使線圈被蠟均勻地包住。點(diǎn)著火柴立即吹滅，靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個(gè)線圈上。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用兩節(jié)干電池給玻璃棒上的電阻絲通電，可看到匝數(shù)多的線圈（電阻大）上的火柴桿比匝數(shù)少的線圈（電阻小）上的火柴桿先掉．這就表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量就越多。（2）經(jīng)過較長時(shí)間后，匝數(shù)少的線圈（電阻?。┥系幕鸩駰U也會(huì)掉下來．這就說明：通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。（3）用四節(jié)電池（增大電源電壓）重做上述實(shí)驗(yàn)，可看到兩根火柴桿都先后很快掉下來。在線圈的溫度不太高時(shí)，可認(rèn)為總電阻不變，電壓增大時(shí)，通過它們的電流增大．這就表明：電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．4、電熱的利用與防止（1）純電阻電路就是指電流通過導(dǎo)體，電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，沒有轉(zhuǎn)化為機(jī)械能等。這樣的電路叫做純電阻電路.（2）電熱器就是一個(gè)純電阻電路，人們利用它來作加熱的設(shè)備。例如：電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐都是電熱器.電熱器重要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的，電流通過電阻絲放出熱量.電熱器清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染；熱效率高；有的還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度等.例如：電褥、電烘箱；家禽電熱孵卵器，引發(fā)炸藥的電熱裝置乃至高空飛行服里的電熱保溫裝置，都是電熱器，它們有不同的構(gòu)造和用途，但原理都相同.（3）防止電熱的危害在電動(dòng)機(jī)里，電流所做的功主要用來做機(jī)械功，但電流通過電動(dòng)機(jī)里的電阻也會(huì)產(chǎn)生熱量（這樣的電路我們叫它非純電阻電路），會(huì)使導(dǎo)線溫度升高，溫度超過絕緣材料的耐熱溫度，絕緣材料會(huì)迅速老化甚至可能燒壞，這就需要考慮散熱，還要加快散熱，有的電動(dòng)機(jī)里裝有風(fēng)扇，同時(shí)把外殼做成特殊的形狀，都是為了迅速散熱.收音機(jī)、電視機(jī)等用電器也都要考慮散熱，它們的機(jī)殼上都有散熱孔.板書設(shè)計(jì)15.4探究焦耳定律一、實(shí)驗(yàn)：探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)（控制變量法）（電流，電阻及通電時(shí)間）二、焦耳定律1.公式：2.單位：三、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制教學(xué)反思本節(jié)課從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)角度研究了電熱與電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生能更好地體會(huì)一些科學(xué)研究方法，避免了一開始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)生造成理解的困難和對純電阻電路的理解的困難.在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)，這樣使學(xué)生更信服.同時(shí)啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識(shí).根據(jù)學(xué)生實(shí)際和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過學(xué)生的觀察和生活經(jīng)驗(yàn)，提出問題，進(jìn)行分析，共同歸納總結(jié)。教學(xué)中應(yīng)該充分地相信學(xué)生，給學(xué)生活動(dòng)的空間，真正的讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，在實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)生也可能提出許多問題，教學(xué)中一定要發(fā)揮學(xué)生的主體作用，尤其是在大力提倡科學(xué)探究的今天，在教學(xué)過程中要讓學(xué)生參與討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高思維分析能力，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，并將所學(xué)到的知識(shí)與實(shí)際相聯(lián)系，使學(xué)生達(dá)到學(xué)以致用的目的。本節(jié)課也注意電能公式W=UIt與電熱公式Q=I2Rt的區(qū)別與聯(lián)系，計(jì)算電熱公式Q＝I2Rt可以計(jì)算任何電路的電熱。只是在純電阻電路，這兩個(gè)公式相等。教材應(yīng)該說清楚焦耳定律適用于一般電路的電熱計(jì)算。否則學(xué)生會(huì)認(rèn)為Q＝I2Rt只適用于純電阻電路通過本節(jié)課的教學(xué)，我進(jìn)一步相信我的學(xué)生，相信他們的能力，在今后的教學(xué)中，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，只有讓他們愛學(xué)、會(huì)學(xué)，我們教師才能真正走出多年的困惑，不要只強(qiáng)調(diào)結(jié)果，讓我們更多地關(guān)注過程吧，只有這樣結(jié)果才會(huì)更加美好。以下資料為贈(zèng)送資料：《滴水之中見精神》主題班會(huì)教案活動(dòng)目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個(gè)人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬代。

活動(dòng)過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個(gè)謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來?！?/p>

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會(huì)現(xiàn)在開始。

水說：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道。”

甲：如果沒有水，我們?nèi)祟惥蜔o法生存。

小熊說：我們動(dòng)物可喜歡你了，沒有水我們會(huì)死掉的。

花說：我們花草樹木更喜歡和你做朋友，沒有水，我們早就枯死了，就不能為美化環(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請聽快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來說話，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開它。

栽小樹，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚兒河馬大對蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學(xué)們，聽完了這個(gè)快板，你們說水的用處大不大？

甲說：看了他們的快板表演，我知道日常生活種離不了水。

乙說：看了表演后，我知道水對莊稼、植物是非常重要的。

丙說：我還知道水對美化城市起很大作用。

2.主持人：水有這么多用處，你們該怎樣做呢？

（1）（生）：我要節(jié)約用水，保護(hù)水源。

（2）（生）：我以前把水壺剩的水隨便就到掉很不對，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前幾天，我看到了學(xué)校電視里轉(zhuǎn)播的“水日談水”的節(jié)目，很受教育，同學(xué)們看得可認(rèn)真了，知道了我們北京是個(gè)缺水城市，我們再不能浪費(fèi)水了。

（4）（生）：我要用洗腳水沖廁所。

3.主持人：大家談得都很好，下面誰想出題考考大家，答對了請給點(diǎn)掌聲。

（1）（生）：小明讓爸爸刷車時(shí)把水龍頭開小點(diǎn)，請回答對不對。

（2）（生）：小蘭告訴奶奶把洗菜水別到掉，留沖廁所用。

（3）一生跑上說：主持人請把手機(jī)借我用用好嗎？我想現(xiàn)在就給姥姥打個(gè)電話，告訴她做飯時(shí)別把淘米水到掉了，用它沖廁所或澆花用。（電話內(nèi)容略寫）

（4）一生說：主持人我們想給大家表演一個(gè)小品行嗎？

主持人：可以，大家歡迎！請看小品《這又不是我家的》

大概意思是：學(xué)校男廁所便池堵了，水龍頭又大開，水流滿地。學(xué)生甲乙丙三人分別上廁所，看見后又皺眉又罵，但都沒有關(guān)水管，嘴里還念念有詞，又說：“反正不是我家的?！?/p>

旁白：“那又是誰家的呢？”

主持人：看完這個(gè)小品，你們有什么想法嗎？誰愿意給大家說說？

甲：剛才三個(gè)同學(xué)太自私了，公家的水也是大家的，流掉了多可惜，應(yīng)該把水龍頭關(guān)上。

乙：上次我去廁所看見水龍頭沒關(guān)就主動(dòng)關(guān)上了。

主持人：我們給他鼓鼓掌，今后你們發(fā)現(xiàn)水龍頭沒關(guān)會(huì)怎樣做呢？

齊：主動(dòng)關(guān)好。

小記者：同學(xué)們，你們好！我想打擾一下，聽說你們正在開班會(huì)，我想采訪一下，行嗎？

主持人：可以。

小記者：這位同學(xué)，你好！通過參加今天的班會(huì)你有什么想法，請談?wù)労脝幔?/p>

答：我要做節(jié)水的主人，不浪費(fèi)一滴水。

小記者：請這位同學(xué)談?wù)労脝幔?/p>

答：今天參加班會(huì)我知道了節(jié)約每一滴水要從我們每個(gè)人做起。我想把每個(gè)廁所都貼上“節(jié)約用水”的字條，這樣就可以提醒同學(xué)們節(jié)約用水了。

小記者：你們談得很好，我的收獲也很大。我還有新任務(wù)先走了，同學(xué)們再見！

水跑上來說：同學(xué)們，今天我很高興，我“水伯伯”今天很開心，你們知道了有了我就有了生命的源泉，請你們今后一定節(jié)約用水呀！讓人類和動(dòng)物、植物共存，迎接美好的明天！

主持人：你們還有發(fā)言的嗎？

答：有。

生：我代表人們謝謝你，水伯伯，節(jié)約用水就等于保護(hù)我們?nèi)祟愖约骸?/p>

動(dòng)物：小熊上場說：我代表動(dòng)物家族謝謝你了，我們也會(huì)保護(hù)你的！

花草樹木跑上場說：我們也不會(huì)忘記你的貢獻(xiàn)！

水伯伯：（手舞足蹈地跳起了舞蹈）……同學(xué)們的笑聲不斷。

主持人：水伯伯，您這是干什么呢？

水伯伯：因?yàn)槲姨吲d了，今后還請你們多關(guān)照我呀！

主持人：水伯伯，請放心，今后我們一定會(huì)做得更好！再見！

4.主持人：大家歡迎老師講話！

同學(xué)們，今天我們召開的班會(huì)非常生動(dòng)，非常有意義。水是生命之源，無比珍貴，愿同學(xué)們能加倍珍惜它，做到節(jié)約一滴水，造福子孫后代。

5.主持人宣布：“水”是萬物之源主題班會(huì)到此結(jié)束。

6.活動(dòng)效果：

此次活動(dòng)使學(xué)生明白了節(jié)約用水的道理，浪費(fèi)水的現(xiàn)象減少了，宣傳節(jié)約用水的人增多了，人人爭做節(jié)水小標(biāo)兵

以下資料為贈(zèng)送資料：《滴水之中見精神》主題班會(huì)教案活動(dòng)目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個(gè)人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬代。

活動(dòng)過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個(gè)謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來。”

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會(huì)現(xiàn)在開始。

水說：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道?！?/p>

甲：如果沒有水，我們?nèi)祟惥蜔o法生存。

小熊說：我們動(dòng)物可喜歡你了，沒有水我們會(huì)死掉的。

花說：我們花草樹木更喜歡和你做朋友，沒有水，我們早就枯死了，就不能為美化環(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請聽快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來說話，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開它。

栽小樹，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚兒河馬大對蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學(xué)們，聽完了這個(gè)快板，你們說水的用處大不大？

甲說：看了他們的快板表演，我知道日常生活種離不了水。

乙說：看了表演后，我知道水對莊稼、植物是非常重要的。

丙說：我還知道水對美化城市起很大作用。

2.主持人：水有這么多用處，你們該怎樣做呢？

（1）（生）：我要節(jié)約用水，保護(hù)水源。

（2）（生）：我以前把水壺剩的水隨便就到掉很不對，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前幾天，我看到了學(xué)校電視里轉(zhuǎn)播的“水日談水”的節(jié)目，很受教育，同學(xué)們看得可認(rèn)真了，知道了我們北京是個(gè)缺水城市，我們再不能浪費(fèi)水了。

（4）（生）：我要用洗腳水沖廁所。

3.主持人：大家談得都很好，下面誰想出題考考大家，答對了請給點(diǎn)掌聲。

（1）（生）：小明讓爸爸刷車時(shí)把水龍頭開小點(diǎn)，請回答對不對。

（2）（生）：小蘭告訴奶奶把洗菜水別到掉，留沖廁所用。

（3）一生跑上說：主持人請把手機(jī)借我用用好嗎？我想現(xiàn)在就給姥姥打個(gè)電話，告訴她做飯時(shí)別把淘米水到掉了，用它沖廁所或澆花用。（電話內(nèi)容略寫）

（4）一生說：主持人我們想給大家表演一個(gè)小品行嗎？

主持人：可以，大家歡迎！請看小品《這又不是我家的》

大概意思是：學(xué)校男廁所便池堵了，水龍頭又大開，水流滿地。學(xué)生甲乙丙三人分別上廁所，看見后又皺眉又罵，但都沒有關(guān)水管，嘴里還念念有詞，又說：“反正不是我家的?！?/p>

旁白：“那又是誰家的呢？”

主持人：看完這個(gè)小品，你們有什么想法嗎？誰愿意給