初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第6章 电功率第3节 焦耳定律教案及反思

这是一份初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第6章 电功率第3节 焦耳定律教案及反思，共5页。教案主要包含了知识要求，教学重难点等内容，欢迎下载使用。
【知识要求】
1.通过实验，了解焦耳定律。
2.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
【教学重难点】
1.电流产生的热量跟电阻、电流大小之间关系的探究。
2.理解焦耳定律。
干电池2节、镍铬合金丝3条、开关1个、导线若干
教师展示图片。
教师提出问题：电流通过这些用电器做功，将电能转化成什么形式的能？
学生回答：……
一、电流的热效应
电流通过导体时，电能转化成内能的现象。
教师提问：电流的热效应与什么因素有关？
二、电流产生的热量与什么因素有关
1.学生讨论并说出自己的猜想与假设：
（1）根据日常生活经验可知，电流的热效应可能与电流的大小有关。
（2）电流的热效应可能与电阻的大小有关。
教师引导学生完成课本实验（或让学生观看视频），并思考以下问题：
a.要研究电流的热效应与电流、电阻以及通电时间的关系，应采取什么研究方法？
b.怎样比较导体放出热量的多少？这种方法叫什么？
c.实验中是通过什么方式来控制通电时间与电流相同？
学生思考后归纳总结：a.控制变量法；b.实验中是通过比较玻璃管中红色液柱上升的高度来比较导体放出的热量多少，这种方法叫转换法；c.实验中将两个电阻丝串联使通电时间与电流相同。
2.通过实验，小组讨论并归纳结论：
在相等时间内，电流相同时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多；电阻相同时，电流较大的导体比电流较小的导体产生的热量多。
例题讲解：
【例1】下图所示的是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。下列选项正确的是（ ）
A.在图甲中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B.在图乙中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C.在图甲中，闭合开关一段时间后，A瓶中温度计的示数更高
D.图乙只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系
【解析】探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中，需利用控制变量法。图甲中两个电阻丝串联，电流和通电时间相同，电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系；在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多，A瓶中的电阻丝电阻小，产生的热量少，温度计的示数低一些；图乙中只有一个电阻丝，电阻不变，可利用滑动变阻器改变电路中的电流，所以可以探究电流产生的热量与电流的关系，还可以探究电流产生的热量与通电时间的关系。所以只有A正确。
【答案】A
三、焦耳定律
1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2.公式：Q＝I2Rt，其中I为电流（单位为A），R为电阻（单位为Ω），t为时间（单位为s）。
3.推导公式：Q＝W＝UIt＝Pt＝U2Rt（适用于纯电阻电路）。
例题讲解：
【例2】某导体的电阻是8Ω，当通过它的电流为0.5A时，它两端的电压为 V，1min内电流产生的热量是 J。
【解析】导体两端的电压U＝IR＝0.5A×8Ω＝4V，1min内产生的热量Q＝I2Rt＝（0.5A）2×8Ω×60s＝120J。
【答案】4 120
四、电热的利用与危害
教师展示图片（电熨斗、电热水壶、电吹风、电饭煲）……
教师提问：哪些用电器是利用它来产生热量？哪些用电器需要注意它产生热量的危害？
学生回答：……
教师提问：你还知道哪些利用和防止电热的实例？特别是防止电热的产生，采取了什么措施？请列举两三例。
学生回答：……
例题讲解：
【例3】下列用来防止电热造成危害的装置是（ ）
A.电烤箱
B.电动机外壳的散热片
C.电熨斗的金属外壳
D.电暖器上的散热板
【解析】A、C、D都是电热器，工作时利用电热，而电动机工作时，主要是把电能转化为机械能，为了防止电热造成危害，电动机工作时需要散热，故选B。
【答案】B
3 焦耳定律