爱华网焦耳定律课堂实录
讲解人：东校王卫东
教学设计及流程
一、本课教学目标设计
（一）知识与技能
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。
（二）过程与方法
1、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。
2、培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。
3、注意对学生进行研究方法（控制变量法、转换法）的培养。
（三）情感态度价值观
1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值。
2、通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。
3、使学生通过对英国物理学家焦耳的了解，受到其刻苦钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。（在探究实验的基础上引出焦耳定律，理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。）
二、教学过程与教学设计
（一）引入新课：
1、生活中的物理：11月30日，周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可很快就发现，小明刚看过电视。小明的爸爸是通过什么现象发现小明看电视了呢？
2、演示实验：灯泡接入电路中，闭合开关，灯泡发光，提出问题：
（1）灯泡在工作过程中，把什么能转化为什么能？
学生回答：灯泡在工作过程中，把电能能转化为内能和光能。
（2）在灯泡工作过程中，电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流是否相同？为什么？
学生回答：相同。因为电线和灯泡的灯丝串联，串联电路各处电流都相等。
（3）电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流既然相同，那为什么灯泡灯丝热得发热发光，而导线几乎不发热呢？
思考探究，留待新课完成后解决。
3、多媒体展示家庭电路中使用大功率用电器引起火灾的图片。指明：11月9日是我国“消防日”，据有关资料表明，城市火灾中的大部分火灾是因为使用大功率用电器，使电线发热而引起的。家庭电路中使用大功率用电器为什么会引起火灾？交流探究。
4、进一步分析：
（1）电灯在工作时把电能转化为内能和光能，人们利用电灯来照明。电炉子在工作时把电能转化为内能，人们利用电炉子来烧水等。
电流流过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
（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？人们主要利用的是电风扇的什么能量？
（3）提出问题：电流通过导体都要产生热量，有些设备是利用了电流通过导体产生热量，有些设备在工作时电流通过导体产生热量是有害的，为了更好的让电热为人类服务，又要减少电热对人类造成的危害，就要研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关？它们之间存在着什么样的规律？
今天我们就通过对第十八章第四节的内容：焦耳定律的学习来解开上述的疑惑。
（二）进行新课：
1、电流产生的热量跟哪些因素有关（学生讨论）
（1）引导学生根据日常生活中的现象进行分析：
电热（Q）可能与电流（I）、电阻（R）、 通电时间（t）有关
（先引导学生分析电流产生的热量跟电流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）用实验进行研究。引导学生讨论当一个物理量与多个物理量有关时一般采用什么研究方法？控制变量法。
① 当电流I、时间t相同时，研究电热Q与电阻R的关系。
② 当电阻R、时间t相同时，研究电热Q与电流I的关系。
③ 当电流I、电阻R相同时，研究电热Q与通电时间t的关系。
（引导学生分析研究多变量问题的方法－－控制变量法，并在实验过程中具体使用，对学生进行研究方法的教育。）
（3）介绍实验器材
课本图18.4-2实验器材
（4）实验原理：
给密闭容器内的电阻丝通电，电阻丝通电后放出的热量被密闭容器内的空气吸收，容器内的空气吸收热量后受热膨胀，电流通过电阻丝做功放出的热量越多，容器内空气的受热膨胀越多，与之相连的U型管中液面高度差越大。比较U型管中液面高度差就可以比较电流通过电阻丝做功时放出的热量的多少。
（引导学生思考观察实验现象时用到什么研究方法----转换法。）
（5）实验分析
①电路图：通过学生讨论研究设计出课本实验电路图：让一个学生把本组设计的电路图画在黑板上，并进一步说明如何分别控制变量进行实验。
② 实验记录：由小组共同设计实验记录表格。
③ 实验探究：四位同学分工合作进行实验探究，并记录实验数据。
④ 归纳实验结论：四位同学共同探讨，归纳实验结论，电流通过导体产生的热量跟那些因素有关。
（6）交流探究结果：请一位同学将本组的实验数据写在黑板上，并阐述本组得到的结论。
① 研究电热Q跟电阻R的关系：当电流I、通电时间t相同时，电阻R越大，产生的电热Q越多。
② 研究电热Q跟电流I的关系：当电阻R、通电时间t相同时，电流越大，产生的电热Q越多。
③ 研究电热Q跟通电时间t的关系：当电流I、电阻R相同时，通电时间越长，产生的电热Q越多。
2、焦耳定律：
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：电流通过导体时产生的热量，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。
注意：“电流产生的热量Q与电流的二次方I2成正比”的含义是：
当I1=2I2时，Q1=4Q2
（2）公式：Q=I2Rt
（3）单位：I－安培，R－欧姆，t－秒，Q－焦耳。
（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。
3、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。
当满足条件，当消耗的电能全部转化为内能（电热）时，有Q＝W （全部转化）
W=UIt，且U=IR
∴Q=W=Pt=UIt=I2Rt
∴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的统一。
最后再让学生总结得出当电流通过导体做功全部转化为内能时热量的计算方法：
①Q = W ；②Q = UIt ；③Q = Pt；
④Q = I2Rt；⑤Q =（ U2/R） t
4、引导学生运用本节课研究的结论解决实际问题。
（1）分析讨论课文前面留存中的问题。
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？
因为灯泡和电线中流过的电流相同，但灯丝的电阻比电线的电阻大得多，根据Q =I2Rt，所以灯泡的温度比电线的温度高得多。
举一反三：假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？
因为电线的电阻虽小但接入大功率的电炉后，电路中电流大得多，所以电线将显著发热。
（2）利用焦耳定律解决实际问题：
①连接电路用的导线应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？
②制作电炉子用的发热体应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？
③制作电扇电动机线圈的导线应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？
（3）再通过例题讨论可以用几种不同的方法求解电流通过导体产生的热量
对实际问题的分析、讨论，材料的选择、及热量的不同计算方法的运用，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。进一步加深学生对物理知识的理解。
在教学中注重培养学生运用物理规律解决实际问题的能力，特别是让学生通过讨论，自己得出结论。这样做，培养了学生的思维能力和分析问题的能力。
（三）课堂延伸：
对比老教材中焦耳定律实验，两个实验各自的优缺点各是什么？
（四）课堂小结：
1、归纳研究物理问题的方法——控制变量法、转换法。
2、归纳物理知识：焦耳定律
3、归纳电热的计算方法。
《焦耳定律》教学反思
这节课中我选择了《焦耳定律》作为课题。本节是九年级物理第十八章第四节的内容，主要内容是电流通过导体时，电能转化成热；其产生的热量与电流、电阻、通电时间有关；电热的利用和防止。
从选题的方面来看，我认为本节课能充分体现物理学科的特色，体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念。回顾本节课上课的整个过程，我认为有以下的成功之处和不足之处：
一、成功之处：
1、课题的引入是一大亮点：为了激发学生的兴趣，我在引入时设计了一个身边的小场景：生活中的物理：11月30日，周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可很快就发现，小明刚看过电视。小明的爸爸是通过什么现象发现小明看电视了呢？这一场景很多学生都有亲身经历，学生注意力马上集中起来了。体现了从生活走向物理的教学理念。
2、学生感受电发热的实验也是一大亮点：这个实验即让学生亲身感受了电能发热，又对下一个问题（电流产生的热量与哪些因素有关）起到了引入的作用。学生通过亲自感受，并带着问题进入实验探究。
3、实验探究达到了理想的效果：课堂教学中体现了学生的主体作用：主要体现在让学生感受实验；发动学生进行猜想；学生通过观察到的实验现象自己总结实验结论。
4、新教材改变后的实验现象更直观，但老教材的实验也有其可取之处，让学生通过比较分析可以找出使实验方法更优化的方案，培养学生的逻辑思维能力。
二、改进方案：
1、在焦耳定律的理论推导中，给出公式太多：焦耳定律是本节课的难点，物理公式的推导又很抽象，在本环节中，我不应该把求功率的公式全部板书出来，这样给学生增加了难度。在此环节中用的时间较多了一点，应注意循序渐进，在以后的习题课中逐渐展开。
2、实验结论总结过快：学生通过观察实验自己总结实验结论，此环节可以留给学生更多的时间，让小组充分讨论后，由几个学生总结实验结论，这样可以培养学生的归纳总结能力。
3、例题讲解不够透彻：虽然大部分学生能自己做对例题，但是可以在此处引导学生做题的思路，这有助于在今后遇到题目学会自主分析。
4、练习的设计可以做到更精一些：有一个练习题可以设计成几个小问题，把求热量和电能分开，让学生发现最后的计算结果是热量和电能相等，这样可以进一步说明电能全部转化成热。这样更有助于突破本节的难点。
通过本次的锻炼，我觉得收获甚多。这不仅让我的教学水平有所提高，而且还能从同事们的听课评课中吸取大量的宝贵意见。在这里，我要感谢给我宝贵意见的各位同事，特别感谢庞红杰、孙宝珠两位老师帮我精心准备实验和诸多教学改进方案。
