人教版九年级全册第4节 焦耳定律教学设计

焦耳定律说课稿

一．说教材：

 1.教材分析：

焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中是重要的概念之一。学生学好这节知识是非常必要的，同时也为学生升入高中打好了坚实的基础。

A.重点：理解焦耳定律，用实验让学生总结出计算公式。

B.难点：帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点，防止学生乱套用公式。

C.关键：本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用。

 2．教学目标：

A.知识目标：理解焦耳定律（内容、公式、进行一些计算），知道电热器的工作原理（电热器的发热体为什么是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上制成?）。

B.能力目标：培养学生的观察、实验、创新、解决问题的能力。

二.说教法：

三.采取一边实验一边讲解、边讨论、启发诱导的教学方法。通过实验教学、日常生活中的实例教学，调动学生学习物理的积极性。

三．说过程：

 1.引入新课：

教师利用日常生活的用电器（热得快、电热杯、电烙铁、电饭锅、电风扇、电视机、电灯等）引入新课，让学生讨论：在日常生活中有哪些物品是利用电流的热效应来工作的？

2.突出重点、突破难点：

 请同学们猜想一下，通电导体放出的热量可能与哪些因素有关？让学生猜想、讨论，告诉学生科学家们也经常使用“猜想”这种方法来研究有关问题。

教师、学生共同确定因素：电流的热效应——所以有电流（I）；因导体的电阻影响电流的大小，所以应该有电阻（R）；根据日常生活经验不难知道导体放出的热量还与时间（t）有关。

      在I、R、t三个量的情况下如何研究呢？先让学生讨论，并设计研究的方案。利用控制变量法，结合人教版第115页可设计如下实验：

（1）I、t不变，甲的电阻大于乙的电阻观察实验，此时我们看到了什么？说明了什么？

（2）当温度计降回原来温度，加大电流、用与（1）同样的时间， 同学们又看到了什么？这说明了什么？

（3）I、R不变，时间越长电流放出的热量越多。

 教师先让学生归纳，然后教师总结出焦耳定律内容、公式，让学生自己搞清Q、I、R、t各个量的单位，进行公式变形。

3.课堂练习：

 利用课本上的例题、练习题（预先制成投影片以加大课堂容量）、课堂达标题，采用多种方式进行分层次练习。在练习中讲清Q=IRt与W=UIt的区别（在何种情况下才可以用W=UIt）。

 4.最后教师简单介绍电热器，并解释课堂开头提出的问题。

 5.教师利用板书小结本节内容。

  影响电流产生热量的因素：I、R、t

焦耳定律：  内容：       焦耳定律    公式：Q=I2Rt       应用：电热器

 四．说手段：

根据具体情况利用小黑板或投影仪显示实验中温度生高的情况，利用投影仪做练习、例题以提高课堂效率。学生动笔做的课堂达标题可以用一体机印制。可以出示较多的用电器给学生看以激发学生的学习兴趣。

五．说作业设计：

作业的设计要体现有趣、有层次并设计社会实践题以体现学以致用，且可以提高学生学习物理的兴趣。

六．说学法指导：

 1.让学生认真观察实验，掌握研究物理的方法——控制变量法。对公式应理解透，不要乱套公式。

    2.为激发学生学习物理的兴趣，可以引导学生参观工厂、熟悉日常生活中的电热器来加深对课本知识的理解。

 3.让学生养成认真阅读课本的良好习惯（让学生自己阅读课本上介绍电热器的内容）。

 当然，说课不同于真正的上课，在上课时还可以灵活的变换各种方法，使学生更好的掌握科学知识，达到事半功倍的效果。

今天我说课的题目是《焦耳定律》。下面我将从教材分析、教学目标分析、教学过程分析、研究课题的提出四个方面进行阐述。

一、教材分析

1、教材的地位、作用和特点

焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中的地位举足轻重。

2、教学目标

（1）知识与技能

①理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。

②知道电功和电热的关系。理解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。

③知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。

④能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。

（2）过程与方法

①通过对电动机电路的探究，提高学生分析论证能力；

②在教学中培养学生归纳、总结的科学思维方法。

（3）情感态度与价值观

     通过本节课教学，让学生体会到探索自然规律的科学态度。

3、重点与难点

重点：区别并掌握电功和电热的计算。

难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。

二、　说教法：

为了让学生加深对本节内容的理解，在教学中我采用讲述、推理、探究，讨论等方法进行教学．最大限度地调动学生积极参与教学活动。充分体现“教师主导，学生主体”的教学原则。

三、 说学法：

为体现学生的主体作用，我引导学生在探究中学习，在讨论中突破难点。本节课主要采用了归纳法；阅读法；联想法；推理法等。通过设疑，启发学生思考；通过练习强化有意注意，根据练习情况及时评价鼓励学生，重在让学生弄清楚建立物理概念的过程，而不是死记硬背一个结论。

四、 教学程序：

（一）复习上节课内容 ，导入新课

    要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。

1．通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而 且做正功）

2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能→机械能，如电动车。电能→内能，如电热器。电能→化学能，如电解槽。

本节课将重点研究电路中的能量问题。

（二）新课讲解-----第五节   焦耳定律

1．电功和电功率

（1）电功

定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W表示。

实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。

【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。

在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为UAB，则电场力做功W=qUAB。

对于一段导体而言 ，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It，（在时间间隔t内搬运的电量为q，则通过导体截面电量为q，I=q/t ），所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

W = Iut   

【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。

②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。

③单位：焦耳（J）  1J=1V·A·s

（2）电功率

①定义：单位时间内电流所做的功

②表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）

③单位：为瓦特（W）。1W=1J/s

④额定功率和实际功率

额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。

实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=IUt是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。

电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流 的热效应，描述它的定量规律是焦耳定律。

学生一般认为，W=IUt，又由欧姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，电流做这么多功，放出热量Q=W=I2Rt。这里有一个错误，可让学生思考并找出来。

错在Q=W，何以见得电流做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为 其他形式能？

英 国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。

2．焦耳定律——电流热效应

（1）焦耳定律

内容：电流通过导体 产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。

表达式：      Q=I2Rt     ③

【说明】：对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全 用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W= Q=UIt=I2Rt

（2）热功率：单位时间内的发热量。即P=Q/ t=I2R   ④

【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。②对所有的电路都适用，而④式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用。

关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等。这时W 》Q。即W=Q+E其它  或P =P 热+ P其它、UI = I2R + P其它

引导学生分析P56例题（从能量转化和守恒入手）如图

再增补两个问题（1）电动机的效率。（2）若由于某种原因电动机被卡住，这时电动机消耗的功率为多少？

最后通过“思考与讨论”以加深认识。注意，在非纯电阻电路中，欧姆定律已不适用。

（三）小结：对本节内容做简要小结。并比较UIt和I2Rt的区别和联系，从能的转化与守恒的角度解释纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的关 系。在纯电阻电路中，电能全部转化为电热，故电功W等于电热Q；在非纯电阻电路中，电能的一部分转化为电热，另一部分转化为其他形式的能(如机械能、化学能)，故电功W大于电热Q。

（四）巩固新课和作业：

1、复习课本内容

    2、完成P57问题与 练习：作业2、4，练习1、3、5。建议在对1的证明后，把相应的结论归入串、并联电路的规律中。

【反思】本节课的设计还存在着许多的缺点和不足，请各位评委老师给予批评和指正。谢谢！