焦耳定律名师教学案

第十八章电功率18.4焦耳定律教学设计单位省市虎台中学振起课时 1 课时核心素养通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、 推理能力； 体会物理科学探究的过程和方法，培养合作意 识和创新能力。教材分析焦耳定律是电学两大定律之一，在整个初、咼中物理学 习中都有着很重要的承上启下作用，它是能量守恒定律在电 热转换中的具体体现，是对电能、电功率的应用总结和进一 步延伸，也为后面章节认识安全用电打下了理论基础，学习 本节容既满足了学生的学习需要，也符合学生的认知规律。 电热很贴近生活，与生活息息相关，学好本节课的容可以解 决生活中遇到的许多实际问题，这也充分体现了物理学科 “从生活走向物理，从物理走向社会”的学科教育理念。学情分析心理方面，九年级学生思维活跃，求知欲强，对物理实 验较感兴趣，但遇到问题仍然不知从何下手，缺之理性思维 能力和实验设计能力，分析能力也有待提高，尤其面临中考 升学压力很大，身心疲惫。知识能力方面，通过前面章节的学习，学生已学习了欧 姆定律， 电能、 电功率等相关知识， 同时也具备了一定的实 验操作能力，可以进行科学探究，这些都为本节课的学习提 供了基础。教学目标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多少与电流、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的电 热利用与防治。学法指导归纳法、实验探究法、讲授法教学重难点多媒体课件、学生电源、火柴、电阻、电路演示板等。教学过程设计教师活动学生活动设计目的登陆优教平台，发送预习任务完成本节课了解本节课容，发的预习任现薄弱点，针对性务，反馈预听课习情况仓 U 设情境，弓 1 入新课创设情景，激我们在电学方面已经学习了电压、电流、学生观发学生的兴趣和电阻、电功、电功率等相关物理知识，今天我察实验并观求知欲。们展开更深入的学习，我们先来一起做一个实察实验现验，请同学们仔细观察实验。象。（活动 1）实验通过一系列你看到了什么现象？的追问，提高学生实验具的学习兴趣和课有一定的危堂参与度，同时让险性，请同学生尽快融入课火柴点燃说明了什么问题？学们不要模堂教学。仿。一支点燃，一直未点燃，说明能说明什么？1.火柴点燃2. 一支我们能提出什么探究问题？点燃，一直未点燃这就是今天我们要学习的焦耳定律容。电阻温通过小实验度很高，很观察到的现象，让热，电流具 有热效 应。学生自主提出探究问题。一支点燃，一直未 点燃说明， 产热的多少 是不同的！产热的多少跟什么 因素有关？新课教学一、电流的热效应理论上培养学生总电流通过导体时，电能转化成能的现象叫理解电流的结能力（得出电流做电流的热效应。热效应。的热效应）。板书：18.4 焦耳定律让学生更深1.电流流过导体，电能转化成能的现象叫记录学入的理解物理概做电流的热效应。习笔念2.探究电热跟什么因素有关？记。由生活现象培养学生发现问提出探题、提出问题的能究问题力。二、探究电热与什么因素有关学生思培养提出问1.提出问题考。自主产题的能力。电流通过导体产生热量的多少跟什么因生问题。素有关？2.猜想与假设刚才我们提出了探究问题，请同学们分组 讨论，大胆猜想与假设电热可能跟什么因素有 关？提示：电压是形成电流的原因，对于同一 段导体，电压越大，电流越大。学生结合所学知识 与实验情 境，交流猜 想：电流、电 压、电阻、 通电时间等。学生讨论，思考交 流实验的设 计电路。串联电流相同，通 电时间也相 同，电阻不 同。控制变量法。学生分组讨论交流 实验中比较 电热的方培养学生合 理猜想，并分析猜 想的合理性。学会 排除不合理猜 想。培养学生利 用控制变量法设 计实验的能 力。一系列的追问，让学生真正参与到实验的设计 过程中。引导学生自 主设计实验。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，再 次理解转换 法。利用现代技（优教提示：请打开素材“演示视频：焦耳定律（二）”）3.设计实验电热可能跟这些因素有关，如何设计实验 探究 Q 与 R 关系？板书：（1）探究 Q 与 R 关系？请同学们分组设计并交流实验电路 图。为什么要这样设计电路？这是什么探究方法？电热的多少怎么比较？这叫什么方法？由于路途遥远，我没有带易碎的 U 形管， 但我带了一些电学元件和测温枪， 要探究 Q 与 R 关系，我们该怎么做？教师展示测温仪，并使用测温仪测学生的 额头温度。初温可能不同，怎么办？案。术手段，提高教学同学们的思路非常好，老师很赞赏你学生回效率，减轻学习负们。答：电阻发担，让课堂氛围更下面我们一起按照我们的思路进行实验，热后，空气加活跃。请两位同学帮我元成头验。受热膨胀，这是老师已经连接好的电路，教师与学生两个 U 形管及时对学生一起演示实验，读数并由学生填写实验数据：中液面出现的观点给予高度咼度差，比评价，提高学生的较咼度差反学习自信心。板书：在 l,t 一定时，R 越大，Q 越大。 映电热的多我们已经探究出电热与 R 关系，接下来该少。让更多的学探究 Q 与 I 关系。转换 生参与课堂。板书：（2）如何探究 Q 与 I 关系？法。又该如何设计实验电路？刚才的电路还学生立能用么？即明白，可培养学生设以直接测量计实验、分析实教师带领学生重新设计实验电路图。电阻的温验、总结实验、描度。述实验结论的能为了避免刚才电阻发热对实验的影响，我力。们换成新的电阻，学生与教师一起演示实验，会根据实验学生记录实验数据。数据得出结论，利用控制变量的方板书：在 R,t 一定时，I 越大，Q 越大。法准确的描述出根据以上的实验数据，电热与通电时间的学生思结论。关系还需要探究么？考后回答：板书：在 I， R 一定时，t 越长，Q 越比较升到的大。温度分析论证学生参培养学生的结论 1:当和相同时，越大，与课堂，参逻辑思维能力电热越多。结论 2:当和相同时，越大，电热越多。结论 3:当和相同时，越长，电热越多。评估交流请同学们结合实验过程，对本实验做出评 价。改进后的方案易于操作，可以快速、方 便的得到电热与 1、R、t 的关系，但是实验中 仍然存在许多需要改进的地方，例如本方案可 以定性得到电热与 1、 R、 t 的关系， 但不能得 到定量关系。与实验，得 到实验数 据。学生观察实验数据 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。学生可以立即回 答，刚才的 电路不可 以，不能，应该使用控 制变量培养学生对实验综合分析能力。培养语言表达能力。法。应控制R,t 相同，1 不同，要重 新设计电 路。学生归纳实验结 论，教师板 书。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。不 需 要！可以由 以上实验数 据得出结让学生通过 已有数据总结结 论，培养语言组织 能力。论！学生由以上实验数 据得出最终 结论。学生结合刚才的实 验过程，发 表自己的见 解。引导学生学会对实 验进行评 价，并将自 己的心得与 其他同学分享。三、焦耳定律英国物理学家焦耳，用近 40 年的时间做 了400 多次实验，研究了热和功的关系。通过 大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关 系。了解焦耳在电热上的成就培养学生的 人文精神、学习科 学家的实事的精 神。培养学生阅容：电流通过导体产生的热量跟电流的二学生了读能力和归纳总次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时解焦耳定律结能力。间成正比。的容，记住公式：Q = I2Rt公式单位：焦耳（J）板书：3.焦耳定律：Q = I2RtQ=l2Rt。四、电功与电热关系焦耳为我们人类的进步做出了巨大的贡学生思加强知识间献, 焦耳的刻苦专研精神值得我们学习，其实考纯电阻电的联系，培养学生通过前面已经学过的知识，也可以得到焦耳定路和非纯电系统学习的能力，律,如果电流做的功全部转换成热，则阻电路的区和逻辑思维能Q=WW=UIt别，从理论力。U=IR上理解电功Q=W=2Rt与电热的关电暖器，电饭锅，电炉子等用电器可以将系。消耗的电能全部转换成热，这样的电路我们称1.纯电为纯电阻电路，Q=W阻电路中如果电流做的功转换成热能还有其他形W=Q培养利用物式的能量，贝 U2.非纯理知识解决实际W电阻电路中问题能力。QW=UItQ=I2RtWQ这样的电路我们称为非纯电阻电路，如：电风扇，电动机等， 2W板书：4.电功与电热关系纯电阻:W=Q= UIt =I2Rt非纯电阻:WQW=UItQ=I2Rt五、电热的利用和防止（优教提示：请打开素材“演示视频：电热的利用和防”)电热在生活中有许多应用，谁能联系生活学生列说出哪些用电器利用电热为我们服务？举生活中常板书：5.电热的利用和防止见电热的实1 电热的利用例利用电热利用分类的的有：电熨方法来，培养学生电热带给我们便利的同时，也会给我们带斗、取暖器、 利用辩证的态度来不利，电热会引起用电器元件的老化，缩短电饭锅看待问题的能力使用寿命，甚至会引起火灾，危及生命，生活等。中我们采取了哪些措施，来防止电热的危害？2 电热的防止防止电热的有：电 视机散热 孔、电脑主 板风扇、笔 记本散热孑 L、电动机外壳等课堂小结梳理知归纳总结，让通过今天对焦耳定律的学习，我们知道电识容，学生学生系统的理解流具有热效应，一起探究了电热的影响因素，回忆本节课所学知识，同时渗对纯电阻和非纯电阻电路做了比较， 对电热的的容，形成透安全用电知识，知识有了全新的认识，希望同学们在今后的学知识体系。培养学生良好的习生活中，养成良好的安全用电习惯，不使用用电习惯。用电器时，随手关闭电源，既可以消除安全隐培养学生合 作学习的能力、团 队精神和交往能 力。培养学生利 用公式解决实际 问题的能力，进一 步熟悉公式。在 l,t一定时，R 越大， Q 越大。在 R,t 一定时，I 越大，Q 越大。在 I,R 一定时，t 越长，Q 越大。3.焦耳定律：Q=11 2 3Rt4.电能与电热关系 纯电阻:W=Q= Ult =l2Rt非纯电阻:WQW=UItQ=I2Rt5. 电热的利用和防止课后作业1 课后“动手动脑学物理”第 1、2、3 题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。板书设计18.4 焦耳定律2 电流流过导体，电能转化成能的现象叫做电流的热效应。3探究电热跟什么因素有关？l,R,t（1）.探究 Q 与 R 关系？（ 2）.探究 Q 与I 关系？患，又可以节约电能课堂练习试一试（优教提示：打开优教配套习题“名师训练 焦耳定律，使用互动答题卡，更快更便捷的掌握学生的情况）学生根据焦耳定律讨论。利用焦耳定律进行简单计算，并在小组间 交流计算结 果。教学反思如果按照课本中的教学流程，比较符合学生的认知规律， 学生在不自觉中也能轻松融入课堂活动中， 各环节过渡较流畅， 头施的也较顺利，但进行头验的环节会费时费力。如果是教师 演示，不免缺少了些动态的生成部分，使得课堂中迸发出的惊 喜不多，学生参与率及兴致将大打折扣；如果让学生合作完成， 又不免会出现许多问题，教学容完成仓促，甚至达不到教学目 的。鉴于此，我对该实验进行了一些改进，利用已经学习过的 测温枪，可以很好的完成实验教学。改进后的实验方法完全可 以由教师的演示实验，变成学生的合作实验，可以充分调动学 生学习的积极性和参与度，同时锻炼了学生的思维分析能力， 培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系， 使学生达到学以致用的目的，尤其是在大力提倡科学探究的今 天，利用身边的现代科学技术手段可以大大降低实验难度，并 且取得很好的实验效果，提高教学效率和学习效率。