九年级物理上册15.4探究焦耳定律学案粤教沪版

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1、探究焦耳定律【教学目标】知识与技能1、知道电流的热效应2、知道焦耳定律3、知道电热的利用和防止过程与方法通过探究，知道电流通过导体产生的热量与什么因素有关情感态度与价值观1、通过学习电热的利用和危害，学会辩证地看待问题2、通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识【教学重难点】重点焦耳定律难点探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。【导学过程】【创设情景，引入新课】一、导入新课观察下面四个电器，回答问题：（1）图中四个用电器通电时都会产生什么现象？（2）说明电流在工作过程中消耗的电能转化成了什么能？总结得出：电

2、流通过导体时电能转化成热能，这个现象叫电流的热效应。现象：给电炉通电时，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不热。同学们有没有考虑过这样的问题：导线和电炉丝中流过的电流相同吗？导线和电炉丝产生的热量相同吗？今天我们就一起来探讨电流经过用电器时产生的热量与什么因素有关。【自主预习案】一、电流的热效应(1)图中四个用电器通电时都会发生什么现象？这种现象叫做。（2）说明电流在工作过程过程中消耗的电能转化成什么形式的能了？（3）列举你熟悉的类似的实例。二、焦耳定律1、电流通过导体产生的热量跟通过导体的_____

3、_________成正比，跟通过导体的______________平方成正比，跟通电______________成正比。2、Q=I2Rt，Q表示产生的______________，单位是______________；I表示通过导体的______________，单位是______________；R表示______________，单位是______________；t表示______________单位是______________，计算时单位要一致！！3、研究焦耳定律时，采用______________法

4、和______________法三、电热的利用与防止（1）电热器是利用电流的_______________制成的加热设备，如：电热水器、_______________电热毯等。优点：清洁卫生没有环境污染、热效率高、方便控制和调节温度。（2）电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装_______________，都是为了_______________【课堂探究案】探究点1：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？1、提出问题引导学生，提出问题：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？2、猜想引导学生进行猜想3

5、、设计实验问：要研究与多个因素是否有关时，我们得采用什么研究方法？（控制变量法）。课件展示：实验一、研究电流产生的热量与电阻的关系问：①实验中要控制相同，使不同。②如何控制电流和通电时间相同？③如何比较电流通过导体产生热量的多少？引导学生讨论实验步骤4、进行实验5、得出结论：1、在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。实验二、探究电流产生的热量与电流的关系问：①实验中要控制相同，使不同。②如何改变通过导体的电流？引导学生讨论实验步骤得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体

6、产生的热量越多。引导学生得出结论：在电流和电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。引导学生得出焦耳定律探究点2：电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一

7、大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q.（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I2Rt=；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。例1一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W，问：（1）电风扇正常工作时通过电动

8、机的电流是多少？（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？解答（1）因为P入=IU所以I=A=0.3A（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率P内=I2R=0.32×20W=1.8W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P机=P