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视频课题：初中物理人教版九年级第十八章第4节焦耳定律_河南省 - 郑州
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《焦耳定律》教学设计
课题
§18～4 焦耳定律
设计思想
课程标准中要求本节课通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。课程设计按照学生自己的思维认知水平逐步推进。本节课学生通过活动体验进行猜想，自己设计实验并进行探究，观察实验现象进行归纳总结，最后学生自学焦耳定律。每一个活动环节中教师主要是起到引导和启发的作用。
本课重点在于探究电热与电阻、电流的关系以及焦耳定律的应用，而对于难点：设计实验和焦耳定律的理解，教师在学生设计过程中多引导，为了方便实验和观察实验现象，实验中通观察测温纸的变色情况来判断电流产生热量的多少；学生自主学习焦耳定律的有关内容，结合例题进行应用焦耳定律公式计算。物理源于生活，应用于生活，讲述生活中电热的利用以及防止电热带来的危害；
学情分析
九年级的学生，对科学探究的各个要素已经了解，已经具备了初步的探究能力和小组合作学习的意识。学生对电流热效应的应用很熟悉。本节课对“电热影
响因素”的探究重点不放在完整的探究环节以及精密的定量测量上，而是注重渗透物理实验探究方法、注重学生对抽象实验的亲身体验上。
教材分析 本节共分成三部分内容：电流的热效应、焦耳定律和电热的利用和防止。焦耳定律是关于电热的规律，是在学生学习了电功率等电学重点难点后的一节课，
学习难度不大，重在让学生通过实验这种学习方式，获得探究体验，从而提高动
手能力、实验设计能力。同时教师自制教具的使用可以最大程度的激发学生的学习兴趣。
教学目标
1.通过演示实验和学生举例，帮助学生认识电流的热效应；
2.通过简单的体验活动让学生感受到电流通过导体时产生热量的多少与那些因素
有关，并引导学生设计实验并进行探究；
3.引导学生自主学习焦耳定律有关内容，会用焦耳定律公式进行计算；
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教学重点
、难点
重点：引导学生探究电热与电阻、电流之间关系，并初步归纳其结论以及焦耳定
律的应用；
难点： 探究实验的设计和焦耳定律的理解。
教学方法 实验法、观察法、探究法、讲授法；
使用器材
学生电源、镍镉合金丝、导线、火柴、自制电热手套、发热电阻多个、滑动变阻器等，NCW测温纸；
课时
1课时
教学过程设计
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、引入
新课
演示引入：电阻丝通电后能否点燃火柴？
问题1：这种现象说明了什么？
（说明电阻丝通电后温度会升高，产生了大量的热）
问题2：其实它就类似于生活中电暖扇中的电热丝，通电以后会产生大量热，同学们还知道哪些用电器通电后可以发热的？
（电饭煲、电热水壶、电热毯等等）
观察实验现象，并思考这种现象说明了什么？
列举生活实例
引课、激发学生学习兴趣。
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归纳总结
一、电流的热效应
定义：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象 叫做电流的热效应。 概述电流的热效应
二、探究
新知
一、 学生体验活动：
器材：自制电热手套
体验一：请各小组找出一位同学分别戴上两只手套，通电一段时间后感受一下两只手套的发热情况是否一样？
（发热情况不一样，左手手套要更热一些）
体验二：尝试增大通过两只手套中电流，感受一下手套的发热情况有什么变化？ （两只手套变得更热了，甚至发烫）
结合体验活动猜想：电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？
（与电阻的大小、电流的大小、通电时间的长短有关） 选取实验方法：控制变量法。
二、实验探究活动：探究电热Q与I 、R、t的关系；
1、设计实验： （1）探究电热Q与R的关系；
实验电路图：
学生参与体验活
动，感受手套发热的情况。并进行猜想；
选取实验方法； 小组合作设计实验
电路图；
通过体验活动，让学生真实的感受到电流通过导体时会发热，并体验到电阻不同，发热情况不同；如果改变通过电阻中的电流，电阻的发热情况也会发生改变。从而猜想出电流通过导体时产生热量的多少与电阻的大小、电流的大小以及通电时间有关；
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（2）探究电热Q与I的关系；
实验电路图：
综合实验电路图：
提出问题：实验中我们怎么知道电流通过那个电阻产生热量多,通过那个电阻产生热量少？同学们想想办法！
（方法一：可以直接用手触摸电阻，谁的温度高说明它产生的热量多；缺点：没有说服力，而且细微的温度变化人感觉不出来。
方法二：可以用温度计去测温度；缺点：温度计跟电阻接触部分太少，示数基本不变，而且测得温度不准确。
改进方法：增大跟电阻接触的面积；加热空气或者加热煤油。
通过加热容器中的空气，空气受热膨胀使U形管中液面的高度发生改变。
两个烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，然后加热，通过观察
小组之间交流讨论，发现问题改进
方法；
发挥学生的主观能动性，培养学生自主探究能力和小组合作意识
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相同
温度计示数的变化来反映电流产生热量的多少。）
本次实验中我们将利用测温纸的变色情况来反映电流通过导体时产生热量的多少；（转换法）
2、进行试验
（1）实验操作注意：
①按照电路图连接电路，滑动变阻器要“一上一下”接入电路，为了缩短实验时间可将滑动变阻器的阻值调小一点；把测温纸紧贴在定值电阻上。
②接通电源2min~3min后再关闭电源，记录观察到的实验现象并总结得出实验结论；
③请各小组成员分工合作，保证实验高效、快速的完成；
实验电路图：
实验现象记录：
实验 序号 通电时间 电阻
电流
测温纸 变色情况
1 相同
5Ω
2 10Ω（干路）
3
10Ω（支路）
较小
结论1：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
小组合作进行试
验，并根据观察到
的实验现象总结得出实验结论；
学生自己动手连接电路进行探究，训练学生的动手能力；
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结论2：在电阻和通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
通过一些生活实例现象总结出：通电时间越长，电阻产生的热量越多；（例如：用电水壶烧水，经过一段时间后水才会烧开；）
三、焦耳定律 科学家生平：
焦耳(James Prescott Joule，1818～1889)，英 国物理学家，一生致力于实验研究。用近 40 年的时
间做 400 多次实验，研究热和功的关系。根据 测量电流通过电阻放出的热量，提出焦耳定律。他的研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。为了纪念他对科学发展的功绩，能量和功的单位被命名为“焦耳”(J)。
1、焦耳定律
（1）内容：电流通过导体所产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2）公式： Q = I²R t （3）各物理量的意义及单位；
Q 表示热量，单位：J; I表示电流，单位：A; R 表示电阻，单位：Ω; t表示通电时间，单位：s;
阅读材料，了解焦耳定律的由来。
学生自主学习，踊跃发言。
渗透情感态度价值观
激发兴趣活跃课堂。
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三、巩固
练习
（用焦耳定律公式进行计算时，各物理量的单位要统一；）
例题1：一根电阻丝接在 20 V的电源两端，通过它的电流为2A，求它在 5 min内共产生多少热量？
（用公式：Q = I²R t来计算；注意公式、数字后带单位以及单位要统一等。）
例题2：某电炉正常工作时通过它的电流4A，通电10s产生的热量是8×103J，那么这个电炉的电阻是多少？
（由Q = I2Rt 变形得：R = Q / I2t 来计算；注意公式、数字后带单位以及单位要统一等。）
四、电热的利用和防止
生活中电热的利用：
电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
防止电热带来的危害：
举例说出利用电热的现象；如果产生的电热有危害，如何来防止？
焦耳定律的应用
让物理知识应用于生活
四、课堂
小结
一、电流的热效应
定义：电流通过导体时，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
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二、焦耳定律
表述：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。
公式：Q = I 2 R t 三、电热的利用和防止
1．利用：电暖气、电烤箱、电熨斗。 2．防止：隔热涂层、散热扇。 学生通过课堂小结，使知识更具系统性。
五、知识
延展 思考题：
电熨斗通电一段时间后变的发烫，而连接电熨斗的
导线却不怎么热，这是因为什么？
（因为导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻）
思考、 练习
情感态度价值观。
六、布置
作业
教材：P102 动手动脑学物理1～6
板书 设计
§18～4 焦耳定律
一、电流的热效应
定义：电流通过导体时，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 I
二、 电热 Q R 有关；（控制变量法） t 三、焦耳定律
公式：Q = I 2 R t
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