焦耳定律教學(xué)設(shè)計模板
焦耳定律教學(xué)設(shè)計模板
焦耳定律教學(xué)設(shè)計
（一）教學(xué)目標：
第十八章第四節(jié)焦耳定律 盧龍鎮(zhèn)中學(xué) 梁愛東
1、知識和技能目標：知道電流的熱效應(yīng)，理解焦耳定律的內(nèi)容、公式及其運用，知道電熱器的原理及構(gòu)造。
2、過程與方法目標：要求學(xué)生能從感知事物→提出問題→自己設(shè)計→動手動腦探究科學(xué)規(guī)律中體會科學(xué)研究的方法，學(xué)會科學(xué)探究、知識遷移的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究的能力。
3、情感態(tài)度與價值觀目標：激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新的思想和精神，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義精神，滲透實事求是和科學(xué)獻身教育，激勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)。
（二）教學(xué)重點與難點
如何引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究；如何使學(xué)生在科學(xué)探究中掌握科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)科學(xué)研究的能力。
�。ㄈ┙谭ㄅc學(xué)法
將學(xué)生分組，以小組為單位進行教師引導(dǎo)下的科學(xué)探究，加強組內(nèi)同學(xué)間的合作、討論和交流，加強師生間相互反饋，以問題和小組交流貫穿教學(xué)的始終，不斷提出新問題，不斷解決新問題。
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學(xué)生電源、焦耳定律演示器、電流表、導(dǎo)線、多媒體課件及教學(xué)平臺。
教學(xué)過程：
一、導(dǎo)入新課
出示電腦、電視、電烙鐵、電飯鍋，充電器圖片
提出問題：這些電器工作時能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？
小組討論確定答案。
生回答：電腦、電視把電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能和內(nèi)能；電烙鐵、電飯鍋把電能轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能；充電器把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能。
提出問題：這些電器在工作時有什么共同特點？
小組討論回答：都有內(nèi)能產(chǎn)生。
師：用電器消耗電能就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。只要電流通過導(dǎo)體，就有一 部分電能或全部電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象就叫做電流的熱效應(yīng)。焦耳定律就是研究電流通過導(dǎo)體時的熱效應(yīng)。今天我們就來學(xué)習(xí)第四節(jié)焦耳定律。（板書：第四節(jié)焦耳定律）
二、進行新課
（一）探究影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素。
1、提出探究問題
出示小太陽，通電。
找兩個同學(xué)到前面來感受電熱絲產(chǎn)生的熱量，再用手摸摸連接電熱絲的導(dǎo)線。說出感受。 （電熱絲很熱，連接電熱絲的導(dǎo)線不怎么熱）
問：你針對這種現(xiàn)象你能不能提出一個值得探究的問題。
小組討論作答。
引導(dǎo)學(xué)生答出：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?
【說明】創(chuàng)設(shè)問題情景，讓學(xué)生直觀感知，提出問題，建立問題期待，能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機。
2、猜想。
師問：你覺得電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)？
小組討論作答。（可能答出電流，電壓，電阻，通電時間。）
師引導(dǎo)分析：電壓使電路中形成電流，電壓越大，電流越大，所以電壓和電流可以合并為一個因素—電流。電阻是導(dǎo)體本身具有的，大小不同，可能影響產(chǎn)生熱量的多少。根據(jù)生活經(jīng)驗通電時間越長，產(chǎn)生熱量可能越多。并板書。）
3、設(shè)計實驗方案
師提出：你們的猜想對不對呢？需要用實驗來檢驗。
下面我們就來學(xué)習(xí)如何設(shè)計實驗方案。你們說說要探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)，首先需要什么電路元件？（強調(diào)電流、導(dǎo)體）
引導(dǎo)學(xué)生畫出電源、開關(guān)、定值電阻、導(dǎo)線組成的基本電路。師再問：做這個實驗首先需要解決什么問題？（引導(dǎo)學(xué)生說出熱量的多少如何用實驗展示出來）
師追問：大家想想在前面的學(xué)習(xí)中有沒有可以體現(xiàn)熱量多少的辦法？
學(xué)生討論并發(fā)言：用溫度計測溫度高低比較熱量，根據(jù)熱脹冷縮比較液柱升高的刻度比較熱量。（當然還可能有其他方法。）
師出示溫度計讓學(xué)生具體說明比較方法。（有可能學(xué)生會說用溫度計直接測定值電阻的溫度，師引導(dǎo)說明效果不好。引導(dǎo)學(xué)生說出可以把電阻相同的容器用帶用孔的膠塞密封，在孔中插入溫度計，或者放入裝有質(zhì)量相等的液體的相同的容器中。比如水或油。讓學(xué)生討論說明是用水好還是油好，從是否導(dǎo)電，比熱容大小分析）
師出示將電阻放入裝油的燒瓶中，燒瓶膠塞孔中插有溫度計圖片。
再出示燒瓶膠塞孔中插有帶刻度的玻璃管的圖片。
師提出問題：在這里采用了什么研究問題的方法？
學(xué)生討論做答：轉(zhuǎn)換法。
師再問：你還要解決什么問題？
學(xué)生討論并回答。（引導(dǎo)學(xué)生說出如何用實驗來驗證熱量與電流、電阻、時間的關(guān)系。） 師問：采用什么研究問題的方法？
學(xué)生回答：控制變量法
師問：如何運用控制變量法呢來研究熱量與電流、電阻、時間三個量的關(guān)系
小組討論形成方案作答。
�。▽W(xué)生能夠說出研究熱量與電阻的關(guān)系，要保持電流和時間相同，選用兩個不同的電阻串聯(lián)；研究熱量與電流的關(guān)系，要保持電阻和時間相同，使通過兩個電阻的電流不同；研究熱量與時間的關(guān)系，可以選擇任意一個電阻，不斷通電，觀察溫度是否隨通電時間不斷升高。同時引導(dǎo)學(xué)生分別畫出電路圖，并用展臺展示。研究熱量與電流的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出兩種方法：一種是串聯(lián)滑動變阻器的，一種是并聯(lián)的。如果并聯(lián)的學(xué)生沒想到，可以放在后面說）
師說明：綜合大家的意見，我們要做三次實驗，花的時間太長。為了節(jié)省實驗時間，能否將上述電路圖合并呢？看哪個小組最先設(shè)計好實驗電路。
�。▽W(xué)生小組討論，畫出初步的實驗電路圖，不一定每個小組都對，教師用展臺展示某組設(shè)計的實驗電路圖，并請該組代表講述設(shè)計思路）
師展示實物連接圖片。
4、進行實驗，分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。
師出示演示實驗器材：焦耳定律演示器，說明和書上的實驗器材相似。
⑴生自學(xué)99頁演示部分。
小組討論：①此裝置原理。②圖18.4-2研究的是電熱跟什么因素的關(guān)系？③我們所用器材跟課本不同之處：左邊密封著兩個5Ω電阻，兩個電阻不相連，各有兩個接線柱。右邊密封著一個5Ω電阻，有兩個接線柱。如何用這個器材探究圖18.4-2的問題？怎樣連接？
請一組同學(xué)在白板上連接，另一組進行實物連接。
生閉合開關(guān)，進行實驗（提醒學(xué)生注意觀察液柱升高的高度），觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論： I、t相同，R越大，Q越大
�、粕詫W(xué)100頁演示部分。
小組討論：①圖18.4-2研究的是電熱跟什么因素的關(guān)系？②畫出實驗電路圖。
師生共同完成實驗，得出結(jié)論：R、t相同， I越大，Q越大）
�、苎芯繜崃颗c時間的關(guān)系，直接得出I、 R相同，t越大，Q越大
師：通過實驗探究，驗證了我們的猜想是正確的。電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟電流、電阻、通電時間有關(guān)。
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1、焦耳定律的內(nèi)容、公式
師：大家想這樣一個問題：用電孵化器孵小雞，電孵化器在一定時間放出的熱量要有嚴格的限制，這就需要定量計算。電熱和電流、電阻、時間有什么樣的定量關(guān)系呢？英國的物理學(xué)家焦耳在實驗條件非常簡陋的情況下，重復(fù)試驗幾千次，得出了偉大的焦耳定律，闡明了電熱和電流、電阻、時間的定量關(guān)系，為人類作出巨大貢獻。
看書第100頁，找到焦耳定律。自己讀兩遍。
�。ò鍟海ㄈ┙苟桑弘娏魍ㄟ^導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
公式：Q = I2Rt 適用于任何電路）
單位：必須用主單位
2、電熱與電功的關(guān)系
師：回憶電功的計算公式
學(xué)生回答并板書。
師：大家結(jié)合電褥子和電風(fēng)扇這兩個不同的電器思考電熱與電功有怎樣的關(guān)系？
小組討論得出：電褥子電熱=電功 電風(fēng)扇電熱﹤電功
師歸納：電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，電熱=電功。
3、知識反饋
請你解決問題：電爐絲通過導(dǎo)線連接在電路中，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而連接電爐絲的導(dǎo)線卻不怎么熱？
小組討論作答。
4、例題（自學(xué)）
學(xué)生自己閱讀課本上的例題，借此訓(xùn)練學(xué)生的自學(xué)能力。
【說明】該例題不難，課本上解題過程很清楚，學(xué)生自己看得懂。學(xué)生自己能學(xué)的東西要放手讓學(xué)生自己去獲取，沒有必要加進教師這一中間環(huán)節(jié)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的自己學(xué)習(xí)的能力。
5想想議議
焦耳定律中有這樣一句話：“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量……跟導(dǎo)體的電阻成正比……”，小李想：如果要電爐在一定時間里多放出熱量，應(yīng)當增大電阻絲的電阻。他的想法對嗎?為什么？
小組討論作答。
（四）、電熱的利用和防止
師：電流的熱效應(yīng)有時對我們有益，我們利用它;有時對我們有害，需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱，或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。
�。�1）列舉生活或生產(chǎn)中利用電流熱效應(yīng)的實例；
�。�2）列舉為防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害而采取的措施。
小組討論作答。
師板書：（1）電熱的利用
電熱器：利用電來加熱的設(shè)備。
材料：電阻率大，熔點高的合金
優(yōu)點：效率高，清潔衛(wèi)生，無環(huán)境污染，方便的控制和調(diào)節(jié)溫度
�。�2）防止電熱的危害：散熱
三、課堂總結(jié)
師：回顧這節(jié)課學(xué)到了什么？
生回答。
四、布置作業(yè)：動手動腦學(xué)物理1、2、3、4
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