《焦耳定律》教学设计

焦耳定律教学设计焦耳定律教学设计高垚骏（安徽省宣州区新田中心初中）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，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、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图1.电功的大小与哪为本复习些因素有关？如何计学生按要求回忆，节课作知提问（2分钟）算？2.能说出一些用电器工作时育区的转化情况？回答。识上的铺垫。创设电流在电路中做功，学生说出常见用创造，相可以将电能转化为其它电器工作过程中育抓课堂情景，引入形式的能，如电动机、电的转化。激发学生新课灯发光、电视机工的兴趣和（3分钟）作。电流通过导体时求知欲。当这些用电器工作电能转化成内能。联系一段时间后，我们触摸它实际，引入们的有关部位，会有什么新课。感觉？这是什么原因？电流的热效应学生总结：投影：电饭锅、取暖培养器、油灯、电炉丝、电铭这些用电器工作学生总结铁时都是把电能转化成问题的能内能。力。这些用电器工作时新课有什么共同特点？（得出电流的热教学（28效应的概念）分钟）导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？说明电热的大小可能什么？与导体的电阻有关。由生一、提出问题学生结合生活实活现象培际进行猜想：养学生发电流通过导体时产现问题并生热量的多少跟什么因电流、电压、电阻、提出问题素侣大？通电时间的能力。二、猜想与假设学生举例证明猜想的合理性。培养提示：电热是电流通学生合理过电阻时产生的热量，电猜想，并分路中有电压不一定有电学生讨论：析猜想的流，所以电压对电流通过合理性。学电阻产生热量的多少没实验时要控制电会排除不有影响。（排除电压这个路中的电流相等，改变合理猜想。物理量）电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。电流通过导体产生热量的多少与可以通过加热相培养后关。同物体，比较物体吸热学生利用升温的多少控制变量你能结合实例说出的方法来这二个因1TM电热的影设计实验。响吗？学生观察实验装置讨论得出：三、设计实验要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？如何比较产生热量的多少?四、进行实验展示实验装置1观察本实验装置,考:1.本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系?2.两电阻为什么要1.本装置研究电热与电阻的关系。2.电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。3.通过左右两管液面的高度差来比较,液柱上升的越高，放出热量越多。电流I/A1R2电阻/Q50产生热量1转换为易R观察的现分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。学生利用转换的方法把不易观察的量象。学会 设计实验 数据记录 表格会根 据实验数 据得出结 论，利用控 制变量的 方法准确 的描述出 结论。串联？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？展木装置25口|5口（多/少）5 .实验数据表格学生根据实验数据，得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。学生观察实验装置讨论得出：1 .本装置研究电热与电流的关系。2 .使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝1 .本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？2 .右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？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？不等（左边电流大于右边电流）。4.实验数据表格培养学生设计电阻R/ Q数据记录表格、分析RF实验、总结12实验、描述实验结论电的能力。流I/A产生热量（多/少）3.通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。对于某一个电阻，在培养电流一定时，通电时间越学生根据实验数学生对实长，电流通过电阻产生热据，得出结论：在电阻验数据综用越多。这个结论可以通和通电时间相同时，电合分析能过刚才的实验中看出来，流越大，电流通过电阻力。某一根电阻丝通电时间产生的热身越多。越长，液柱上升越高，说明放出热身越多。学生总结以上两个实验：五、分析论证，得出结论电流通过电阻产生热量的多少与电流、对以上两个实验进电阻和通电时间都有行总结，电流通过电阻产关，电流越大、电阻越生热量多少与电流、电阻大、通电时间越长，电和通电时间。流通过电阻产生热量越多。焦耳定律培养学生的人介绍科学家焦耳。了解焦耳在电热文精神、学上的成就习科学家英国科学家做了大的实事求量实验于1840年最先精是的精神。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，即焦耳定学生了解焦耳定律。律的内容，记住公式。电流通过导体产生的热量跟电流的一次方利用成正比，跟电阻成正比，焦耳定律跟通电时间成正比。进行简单学生快速的计算计算，培养如果热量用Q表示，本题中的电热。学生利用电流用I表示，电阻用R公式解决表示，时间用t表示，则Q=I2Rt=实际问题焦耳定律为Q=I2Rt。(4.55A)2X48.4的能力，进QX600s=6X105J一步熟悉公式。例题：一电热水器电阻丝的阻值为48.4Q,学生结合欧姆定正常工作时的电流为律进行计算培养4.55A,工作10min放学生利用出的热战为多少J?妨V22能R=323Q1S即4物理知识解决实际Q=I2Rt=(6.8A)问题的能2X32.3QX600s=9力。练习：一取暖器接在X105J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？电功与电热上题中已知电压、电学生计算电流做流和通电时间，可以计算的电功（电能）出取暖器消耗的电能，那么取暖器消耗的电能与W=UIt=220VX电热之间有什么关系6.8AX600s=9x呢？105J通过计算我们发现力口强电流做功与产生的电热知识的联是相等，那么用电器在工系，培养学作时，电功与电热间有什生系统学么关系呢？习的能力。学生讨论：当电流做的功全部转化为内能时：在前面的计算过程中利用了欧姆定律，由于W=UIt,它只能用在纯电阻电培养U=IR路中，用电器工作时把利用物理电能全部转化为内能。知识解决Q=W=I2Rt实际问题能力。电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流不是的，电吹风工在电阻线上产生热量等作时把电能转化为内于1000J吗?能，还有TB分转化为培养动能。它不是一个纯电学生合作电功与电热的联系阻。电功大于电热。学习的能与区别力、团队精神和交往1.纯电阻电路中能力。W=Q2.非纯电阻电路中WQ电热Q=I2Rt其它形式的能W?Q利用焦耳定律解释学生讨论：培养现象学生知识电线与电炉丝串应用能力，讨论：电炉通过导线联，电流相等，根据焦合作学习接到电路中，导线和电炉耳定律，导线的电阻比的能力、团丝串联，为什么电炉丝热电炉丝小的多，相同时队精神和得发红而导线并不很间内放出热量也少。交往能力。热？学生讨论利用想想议议：额定电压控制变量相同的灯泡，额定功率越这两种情况下有的方法来大，电阻越小，正常工作不同的变量，前者是在分析问题。时单位时间内产生的热电压一定时，电阻越通过辨析用越多。可是按照焦耳定小，电流越大，电热与加强对焦律，电阻越大，单位时间电流是平方的关系，所耳定律的内产生的热身越多。二者以电流对电热影响较理解。似乎有矛盾，这是怎么回大。后者的前提是在电事？流一定时，电阻越大，电热越多。电热的利用和防止展示常见一些用电分成两类利用器(电熨斗、电视机散热分类的方孔、取暖器、电饭锅、电利用电热的有：电法来培养脑主板风扇、笔记本散热熨斗、取暖器、电饭锅学生利用孔、电动机外冗),等。辩证的态给这些用电器进行分类，度来看待哪些是利用电热、哪些是防止电热的有：电问题防止电热造成危害的。视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电热在实际中有利电动机外壳等用也有防止的。我们要利用辩证的态度来对待电热。总结回忆本节课内容(5分钟）1 .电流的热效应与哪些因素有关？2 .焦耳定律3 .电功与电热的关系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4.电热的利用防止1.课后“动手动脑巩固学物理”第1、2、3题学生按要求完成本课学习作业，对生活实际开展内容，同时布置2.调查生活中还有力所能及的调查。增加课外作业哪些是利用电热，哪些是调查的作防止电热的措施。业，使物理走向社会、走向生活。