九年级物理上册15.4探究焦耳定律教案（新版）粤教沪版

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1、15．4探究焦耳定律1．知道电流的热效应。2．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。3．通过探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。重点实验探究电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系以及电流热效应应用的利弊。难点焦耳定律的理解及电热的计算。两只相同的带有三孔软木塞的玻璃容器内装有等质量的煤油，两根与电阻丝相连的铜杆接线柱两副，它们电阻丝的阻值分别为5Ω、10Ω，并分别置于两个软木塞的两个孔中，两支相同温度计分别从两个软木塞的另一孔中穿过插进煤油中。学生电源(输出电流大

2、于2A)、导线、开关。一、创设情境，导入新课问：(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？学生：发烫，可能是由于通电后电流使导体发热。教师：电流通过导体时，导体要发热，这是一种普遍的现象，如电流通过灯泡的灯丝，灯丝发热、发光，电流通过电炉丝，电炉丝要发热，各种电器工作，时间长了，电器的外部都会发热。电流通过导体时，导体总是会发热的，物理学中把这种现象叫做电流的热效应。板书：电流的热效应二、新课教学(一)通电导体放出的热量跟哪些因素有关1

3、．猜想：根据生活中的经验，请同学们猜想：通电导体产生的热量跟哪些因素有关？学生猜可能与电阻有关，与电压有关，与电流有关。引导学生根据日常生活中的现象进行分析：电热Q有关(先引导学生分析电流产生的热量Q跟电流I、电阻R和通电时间t有关，使学生获得感性认识，为下面的实验打下基础。)2．演示实验：(1)介绍P98如图15－10所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装等量和初温相同的煤油，瓶中各装一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的小，串联起来，通电电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，瓶内温度计的示数升高，电流产生的热

4、量越多，温度计示数升得越高。观察瓶内温度计示数的情况，就可以比较电流产生的热量。(2)三种情况：第一次实验：两个电阻串联它们的电流相等，加热的时间相同，甲瓶相对乙瓶中的电阻较小，乙瓶中的温度计示数上升得高，表明：电阻越大，电流产生的热量越多。第二次实验：在瓶中温度计示数降回到原来的初温后，调节滑动变阻器，加大电流，重做实验，让通电的时间与前次相同，两次实验比较乙瓶前后两次温度计示数上升的高度，第二次温度计示数上升得高，表明：电流越大，电流产生的热量越多。第三次实验：如果加长通电的时间，瓶中温度计示数上升越高，表明：通

5、电时间越长，电流产生的热量越多。总结：通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体的电流以及通电时间有关。典例解读为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管，两根不同阻值的电阻丝以及滑动变阻器、开关、导线、电源等。两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了下图甲、乙所示的两个方案：(1)这两个方案的共同点是通过观察什么知道电热的多少？(2)甲方案探究的问题是什么？(3)乙方案探究的问题是什么？【解析】(1)电热的多少在实验中是通过转换法体现出来，此题中是通过玻璃管中液面的高度

6、来体现的，液面上升得越高，表示产生的电热越多；(2)在甲图中由于两根电阻丝是串联的，故通过它们的电流和通电时间相同，所以研究的是在电流一定时，电热与电阻的关系；(3)图乙中的电阻丝是并联的，故电压和通电时间相等，所以研究的是在电压一定时，电热与电阻的关系。【答案】(1)观察玻璃管中液面的高度；(2)在电流一定时，电热与电阻的关系；(3)在电压一定时，电热与电阻的关系。(二)焦耳定律1．焦耳简介：焦耳定律是英国物理学家焦耳经过无数次实验探索总结出来的。我们不仅要学习他发现的定律，而且要学习他的刻苦钻研的精神。(1)内容

7、：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。注意：“电流产生的热量Q与电流的平方I2成正比”的含义是：当I1＝2I2时，Q1＝4Q2。(2)公式：Q＝I2Rt(3)单位：I——安，R——欧，t——秒，Q——焦。(4)说明：焦耳定律是从实验中总结出来的规律，它适用于任何情况下的电热的计算。2．理论推导：焦耳定律是焦耳在大量实验基础上归纳总结得出来的规律，还需要理论上的支持，我们能不能通过理论来推导出焦耳定律的数学表达式呢？学生讨论推导。在一定的条件下，根据电功公式和欧姆定律公

8、式推导出公式。如果电流通过导体时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量。那么，电流产生的热量Q就等于电流做的功W，即W＝UIt，根据欧姆定律U＝IR推导得出Q＝I2Rt。通过理论推导，同样得出了焦耳定律的数学表达式，达到理论和实践的完美统一。典例解读一只电烙铁的规格为“220V110W”。在额