《焦耳定律》教学设计.docx

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1、18.4 焦耳定律教学设计一、教学目标（一）知识与技能1能通过实例，认识电流的热效应。2能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。3会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。（二）过程与方法体验科学探究过程， 了解控制变量的物理方法， 提高实验探究能力和思维能力。（三）情感态度和价值观会解释生活中一些电热现象， 通过学习电热的利用与防止， 学会辩证地看待问题。二、教学重难点电热是指电流做功把电能转化为内能， 电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的

2、关系，实验中要采用控制变量的方法。研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同， 设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。研究电热与电流的关系的设计是一个难点，电阻相同改变电流，可以利用并联分电流的思想，也可以两个电路来完成。焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少， 它与电功有联系也有区别。 电功是指电流做功， 可以把电能转化为各种形式能， 而电热只是电功的一部分。 只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。重点：通过实验研究电热与电流、 电阻和通电时间的关系， 并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。三、教学策略电流做功的过程就是把电能转化

3、为其它形式能的过程， 不同的用电器转化成不同形式的能量。 本节研究的是把电能转化为内能多少， 生活中的用电器工作时都伴有热的现象， 用此引入电流的热效应， 从电炉丝与连接的导线入手， 提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。 在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时， 要利用到控制变量的方法。 研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些， 体现了从简入难的层次性。 设计实验时结合了电路的特点， 利用串联电路使两电阻的电流相等， 利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。电热与电功的联系与区别，可以通过公式推导的方法得出在纯电阻电路中Q=W ，在非纯电阻电路中，

4、电热只是电功的一部分。也可以从能量转化的角度来比较电热与电功， 电热是指把电能转化为内能， 而电功是把电能转化为其它形式的能，电热只是电功的一部分。四、教学资源准备校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板（含电能表）、功率不同的用电器（如热得快和白炽灯）、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。五、教学过程教学环教师活动学生活动设计意图节1 电功的大小与哪些因素有为本节课复习提作知识上的铺垫。关？如何计算？学生按要求回忆，回答。问（ 2 分钟）2 能说出一些用电器工作时能量的转化情况？创设情电流在电路中做功，可以将电能学生说出常见用电器工作过程中能创造课堂景转化为其它形式的能，

5、 如电动机、 电灯 量的转化。情景，激发学生的引入新 光、 机工作 。 趣和求知欲。课（3 分当 些用 器工作一段 后， 流通 体 能 化成内能。 系 ， ）我 触摸它 的有关部位， 会有什么感引入新 。 ？ 是什么原因？ 流的 效 学生 ：投影： 、取暖器、油灯、培养学生 炉 、 烙 些用 器工作 都是把 能 化 的能力。成内能。 些用 器工作 有什么共同特点？（得出 流的 效 的概念） 和 炉 串 ， 什么 炉 得 而 并不很 ？ 明什新 教么？ 的大小可能与 体的 阻有关。学（ 28 分 ）一、提出 学生 合生活 行猜想 :由生活 象培养学生 并提出 流通 体 生 量的多少 流、 、 阻

6、、通 的能力。跟什么因素有关？学生 例 明猜想的合理性。二、猜想与假 培养学生合理猜想，并分析提示： 是 流通 阻 学生 ：猜想的合理性。 学会排除不合理猜生的 量， 路中有 不一定有 流，所以电压对电流通过电阻产生热量实验时要控制电路中的电流相等，改想。的多少没有影响。 （排除电压这个物理变电阻，比较在相同时间内放出热量的多量）少。电流通过导体产生热量的多少与可以通过加热相同物体，比较物体吸_有关。热升温的多少培养学生利用控制变量的方法来设计实验。你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？学生观察实验装置讨论得出：三、设计实验1 本装置研究电热与电阻的关系。要研究电流通过电阻产生热量与2 电

7、阻串联，可以使流过两根电阻电阻的关系，如何设计实验？如何比较丝的电流和通电时间相同。产生热量的多少？3 通过左右两管液面的高度差来比四、进行实验较，液柱上升得越高，放出热量越多。展示实验装置1电流 I/ARR12电阻 / 510产生热量观察本实验装置，思考：（多 / 少）通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。培养学生利用转换的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。1 本装置可以用于研究电热与学会设计哪个因素的关系？实验数据记录表4 实验数据表格格2 两电阻为什么要串联？学生根据实验数据，得出结论： 在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通3 如何比较电流通过电阻放出热量？4 设计

8、实验数据记录表格电路接通，进行实验，观察 U 形管中液柱的上升情况， 把实验结果填入表格中。分析实验数据，可以得到什么结论？展示装置 21 本装置可以用于研究电热与过电阻产生的热量越多。学生观察实验装置讨论得出：会根据实1 本装置研究电热与电流的关系。验数据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述2 使右边容器中的电阻丝中的电流出结论。与左边容器中的电阻丝不等（左边电流大于右边电流）。3 通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升得越高，放出热量越多。4 实验数据表格电阻 R/RR哪个因素的关系？12培养学生设计数据记录表电流 I/A格、分析实验、 总2 右边电阻丝上为什么要再并产生热量结实验、描

9、述实验联一根电阻丝？（多 / 少）结论的能力。3 如何比较电流通过电阻放出热量？4 设计实验数据记录表格学生根据实验数据， 得出结论： 在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。电路接通，进行实验，观察U 形培养学生管中液柱的上升情况， 把实验结果填入表格中。对实验数据综合学生总结以上两个实验：分析能力。分析实验数据，可以得到什么结电流通过电阻产生热量的多少与电论？流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。对于某一个电阻， 在电流一定时，通电时间越长， 电流通过电阻产生热量越多。这个结论可以通过刚才的实验中看出来，某一根电阻丝通电

10、时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。五、分析论证，得出结论对以上两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间。焦耳定律培养学生的人文精神、学习科学家的实事求介绍科学家焦耳。了解焦耳在电热上的成就是的精神。英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。学生了解焦耳定律的内容，记住公式。电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比， 跟通利用焦耳电时间成正比。定律进行简单计算，培养学生利用公式解决实际问如果热量用Q 表示，电流用 I 表题的能力，进一步示，电阻用 R 表示，时间用 t 表示，则熟悉公式

11、。焦耳定律为Q=I2Rt。学生快速的计算本题中的电热。Q=I2Rt=（4 55A ）248 4 600s=6 105J培养学生例题：一电热水器电阻丝的阻值利用物理知识解为 48 4 ，正常工作时的电流为决实际问题的能4 55A ，工作 10min放出的热量为力。多少 J？学生结合欧姆定律进行计算练习：一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的电流为6 8A ，工作10min放出的热量是多少？Q=I2Rt=（6 8A ）232 3 600s=9 105J电功与电热上题中已知电压、电流和通电时学生计算电流做的电功（电能）间，可以计算出取暖器消耗的电能，那么取暖器消耗的电能与电热之间有什么关系呢？W=UI

12、t=220V 6 8A600s=9105J通过计算我们发现电流做功与产生的电热是相等，那么用电器在工作时，电功与电热间有什么关系呢？加强知识当电流做的功全部转化为内能的联系，培养学生时：系统学习的能力。学生讨论：由于 W=UIt，U=IR在前面的计算过程中利用了欧姆定Q=W=I2Rt律，它只能用在纯电阻电路中，用电器工作时把电能全部转化为内能。电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗？培养利用物理知识解决实际问题能力。不是的，电吹风工作时把电能转化为内能，还有一部分转化为动能。它不是一培养学生 功与 的 系与区 个 阻。 功大于 。合作学 的能力、1 阻 路

13、中 W=Q 精神和交往能力。2 非 阻 路中 WQ电热 Q=I2Rt其它形式的能 E=W-Q利用焦耳定律解 象学生 ：培养学生知 用能力， 合作学 的能力、 团 ： 炉通 接到 路中， 与 炉 串 ， 流相等， 根据 精神和交往能 和 炉 串 ， 什么 炉 得焦耳定律， 的 阻比 炉 小得多，力。 而 并不很 ？相同 内放出 量也少。利用控制想想 ： 定 相同的灯泡，学生 量的方法来分 定功率越大， 阻越小， 正常工作 析 。通 辨析 位 内 生的 量越多。 可是按照加 焦耳定律 两种情况下有不同的 量，前者是焦耳定律， 阻越大， 位 内 生的理解。在 一定 ， 阻越小， 流越大， 的 量越多

14、。 二者似乎有矛盾， 是怎 与 流是平方的关系，所以 流 么回事？影响 大。后者的前提是在 流一定 ， 阻越大， 越多。 的利用和防止展示常 一些用 器（ 熨斗、分成两 利用分 机散 孔、取暖器、 、 的方法来培养学主板 扇、笔 本散 孔、 机外生利用 的 壳）， 些用 器 行分 ，哪利用 的有： 熨斗、取暖器、 度来看待 些是利用 、 哪些是防止 造成危 等。害的。防止 的有： 机散 孔、 电脑电热在实际中有利用也有防止的。我们要利用辩证的态度来对待电热。回忆本节课内容1 电流的热效应与哪些因素有关？总结（ 52 焦耳定律分钟）3 电功与电热的关系4 电热的利用 防止主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等梳理本节课知识内容，学生根据问题逐个回忆本节课的内容，形成一个知识体系。利用问题引领的方法培养学生总结归纳的能力1 课后 “动手动脑学物理”第 1 、2 、3 题学生按要求完成作业，对生活实际开布置作展力所能及的调查。业2 调查生活中还有哪些是利用电热，哪些是防止电热的措施。巩固本课学习内容，同时增加课外调查的作业，使物理走向社会、走向生活。