教科版九年级上册3 焦耳定律教学设计

教学目标

1．知道电流的热效应。

2．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。

教学重难点

1．重点：电流的热效应跟电阻大小的关系。

2．难点：实验操作过程。

教学准备

电流的热效应演示器一台，220V电源、火柴、电阻丝、泡沫塑料块。

教学过程

（一）创设情境，引入新课。

生活中都有这样的经验：发光的灯泡和电风扇工作一段时间后，用手摸灯泡和电风扇的电机部分会感觉变热了。

1．灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？

2．电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？

3．电能在转化为其它形式能的时候，为什么都要发热？影响它们发热的因素是什么？

4．它们发热时有什么规律？

学生活动：观察、思考、讨论回答问题。

（二）新课教学

1．电流的热效应。

电流通过导体时，电能要转化成热，我们把这种现象叫做电流的热效应。

动手做：自制灯泡。

做如图6-3-2的实验，引导学生思考：

（1）金属丝被烧断的原因有哪些？

（2）对金属丝的熔点有什么要求？

（3）为了防止金属丝不被氧化，瓶子应该做怎样的处理？

（4）灯泡用久了会发黑，大家知道是为什么吗？怎么防止灯丝的升华呢？

图6-3-2

2．电流的热效应与什么因素有关。

A．实验探究：影响电流热效应的因素。

根据你们的猜想结合欧姆定律，探究电流产生的热量与R、I和t的关系。

（1）猜想有多个因素，你们采用什么方法？

（2）根据你的生活经验，哪个因素不必探究？电流产生的热量与其因素有什么关系？

（3）要研究电流产生的热量与R的关系，你怎样设计电路？

（4）要研究电流产生的热量与I的关系，你怎样设计电路？

（5）电流产生的热量我们看不见，摸不着，你有哪些方法来比较电阻产生热量的多少？

根据学生提供的多种方案，进行讨论各种方案的利弊。

（确定出简单易行的实验方案。）

演示课本上实验。

收集速记进行分析论证。

a．在通电电流一定的条件下，电阻越大，电流产生热的功率就越大，精确的实验表明：电流产生热的功率与电阻成正比。

b．在电阻一定的条件下，电流越大，电流产生热的功率也越大，大量的精确实验表明：电流产生热的功率与电流的平方成正比。

B．理性探究：热效应与电阻的关系。

由P=UI与欧姆定律的变形式U=IR综合得出P=I²R。

3．焦耳定律

英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比的结论，这与我们刚才得出的发热功率与电流、电阻的关系是一致的，于是人们为了记住他，把这个规律叫做焦耳定律。

其公式为：Q=I²Rt

公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s），热量Q的单位就是焦耳（J）。

4．电流热效应的利用与危害

（1）任何用电器工作时都是产生电热。因为用电器都是由一定阻值的导体组成的，导体中或多或少都有电阻，所以电流通过这些电阻时都会发热。

（2）电热的利用

凡是加热的装置都利用了电热。请大家举一些实例说明。

（3）电热的防止

不是想把电能转化为热能，而是想转化为机械能、化学能等装置的用电器都需要防止电热的产生。如电视机的散热窗、电动机的散热风扇等。

（三）课堂小结

学生自己总结本节课所学内容并与同学交流。