第4節(jié)焦耳定律教學(xué)設(shè)計(jì)

第4節(jié)《焦耳定律》教學(xué)設(shè)計(jì)【教材分析】焦耳定律是九年級(jí)物理第十八章第四節(jié)的內(nèi)容，是本章的重點(diǎn)，是初中物理學(xué)習(xí)的重要任務(wù)之一，是能量守恒定律在電能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)。教材在電功、電功率之后安排焦耳定律，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，本節(jié)由“電流的熱效應(yīng)、焦耳定律和電熱的利用與防止”三部分組成，研究電熱與電阻、電流、通電時(shí)間的定性關(guān)系，焦耳定律的理解及應(yīng)用既是教學(xué)重點(diǎn)又是教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)中，做好實(shí)驗(yàn)及分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是關(guān)鍵。本節(jié)課的設(shè)計(jì)體現(xiàn)從生活走向物理，從物理走向社會(huì)的基本理念，注重科學(xué)的探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能.能通過(guò)實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。.能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出電熱的大小與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，知道焦耳定律；.會(huì)用焦耳定律解決實(shí)際問(wèn)題和進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。（二）過(guò)程與方法體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，了解控制變量的物理方法，提高實(shí)驗(yàn)探究能力和思維能力。（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀通過(guò)對(duì)焦耳生平的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)、勇于克服困難的信念。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)研究電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，并確定研究方法及實(shí)驗(yàn)操作中各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問(wèn)題。難點(diǎn)：對(duì)焦耳定律的理解及焦耳定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。三、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法、討論法四、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖問(wèn)題引入新課提出問(wèn)題：野外求生時(shí)什么最必不可少的？利用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考火的重要性，并展示火的用途：可以為我們提供熟的食物、取暖、照明、驅(qū)逐蛇蟲(chóng)猛獸、提供熱水。提出問(wèn)題：野外取火的方法有哪些？通過(guò)鉆木取火和干電池生討論回答討論回答創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。聯(lián)系實(shí)際，引入新課?；饍啥我曨l引導(dǎo)學(xué)生分析得出電池生火更快捷、更方便，并引出生活中許多用電器通電后都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。觀看視頻并思考、討論一、電流的熱效應(yīng)投影：電烤箱、電熨斗電飯鍋、電爐絲、電烙鐵、電熱水器……這些用電器工作時(shí)有什么共同特點(diǎn)？歸納：一、電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。思考：導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線幾乎不熱？說(shuō)明什么？提出問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？總結(jié)：這些用電器工作時(shí)都是把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。（得出電流的熱效應(yīng)的概念）提出問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)問(wèn)題的能力。由生活現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題的能力。題作可

主合學(xué)舉例證明猜想的合理性。培養(yǎng)學(xué)生合理猜想，并分析猜想的合理性。學(xué)會(huì)排除不合理猜想。培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量的方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生利用轉(zhuǎn)換法把不易觀察的量轉(zhuǎn)換為易觀察的現(xiàn)象。題作可

主合學(xué)舉例證明猜想的合理性。培養(yǎng)學(xué)生合理猜想，并分析猜想的合理性。學(xué)會(huì)排除不合理猜想。培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量的方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生利用轉(zhuǎn)換法把不易觀察的量轉(zhuǎn)換為易觀察的現(xiàn)象?！狙芯俊侩姛岽笮〉挠绊懸蛩?猜想：電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？電流的大?。侩娮璧拇笮?？通電時(shí)間的長(zhǎng)短？.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題、討論：.當(dāng)大家猜想電熱與多個(gè)因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)研究時(shí)應(yīng)用什么方法去研究？.實(shí)驗(yàn)時(shí)怎樣來(lái)反映和比較電流產(chǎn)生的熱量的多少？演示實(shí)驗(yàn)（一）研究電熱與電阻大小的關(guān)系觀察本實(shí)驗(yàn)裝置，討論：.應(yīng)控制哪幾因素相同？.兩電阻為什么要串聯(lián)？電路接通，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察溫度計(jì)中液柱的上升情況。結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行猜想：電流、電壓、電阻、通電時(shí)間學(xué)生討論得出：.控制變量法.通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)，觀察產(chǎn)生熱量的多少；實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察兩個(gè)燒瓶中溫度計(jì)的變化來(lái)判斷產(chǎn)生熱量的多少。觀察裝置討論得出：.實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制電路中的電流和通電時(shí)間相同，改變電阻。.電阻串聯(lián)，可以使流過(guò)兩個(gè)電阻的電流和通電時(shí)間相同。

分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得到什么結(jié)論？演示實(shí)驗(yàn)＜二＞:研究電熱與電流大小的關(guān)系觀察本實(shí)驗(yàn)裝置，討論：.應(yīng)控制哪幾因素相同？.右邊電阻上為什么要再并聯(lián)一個(gè)電阻？電路接通，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察U形管中液柱的上升情況。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得到什么結(jié)論？演示實(shí)驗(yàn)＜二＞:研究電熱與通電時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)系觀察本實(shí)驗(yàn)裝置，討論：.應(yīng)控制哪幾因素相同？.兩個(gè)電阻應(yīng)怎樣連接，需要幾個(gè)開(kāi)關(guān)控制電路？電路接通，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察燒瓶中溫度計(jì)液柱的上升情況。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得到什么結(jié)論？觀察記錄現(xiàn)象根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置討論得出：.實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制電阻和通電時(shí)間相等，改變電流。.使右邊容器中的電阻絲中的電流與左邊容器中的電阻絲不等（左邊電流大于右邊電流）。觀察記錄現(xiàn)象通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)裝置的合理性來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)裝置的合理性來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置討論得出：.實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制電阻和電流相等，改變通電時(shí)間。.使兩個(gè)阻值相同的電阻并聯(lián)并分別用開(kāi)關(guān)控制。觀察記錄現(xiàn)象會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，利用控制變量法準(zhǔn)確的描述結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)、描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：在電阻和電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，利用控制變量法準(zhǔn)確的描述結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)、描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合分析歸納的能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合分析歸納的能力。3、分析論證，得出結(jié)論對(duì)以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。總結(jié)以上三個(gè)實(shí)驗(yàn):

電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻和通電時(shí)間都有關(guān)，電流越大、電阻越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生熱量越多。二、焦耳定律介紹科學(xué)家焦耳：英國(guó)科學(xué)家做了大量實(shí)驗(yàn)于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律?！咀詫W(xué)討論】焦耳定律的有關(guān)內(nèi)容電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟電阻成正比，跟通電時(shí)間成正。了解焦耳在電熱上的成就了解焦耳定律的內(nèi)容，記住公式和單位。培養(yǎng)學(xué)生的人文精神、學(xué)習(xí)科學(xué)家的實(shí)事求是的精神。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、交流的能力。如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時(shí)間用t表示，則焦耳定律為 Q=I2Rt。強(qiáng)調(diào)：電流對(duì)電熱大小的影響更顯著。［理論推導(dǎo)焦耳定律］當(dāng)電流做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)：Q=W由于W=UIt，U=IR得Q=W=I2Rt三、電能與電熱的關(guān)系請(qǐng)比較電爐與電風(fēng)扇的的工作特點(diǎn)（課件出示）電功與電熱的聯(lián)系與區(qū)別.純電阻電路中Q=W.非純電阻電路中Q<W電熱Q=I2Rt討論比較：.電爐工作時(shí)把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。.不是的，電吹風(fēng)工作時(shí)把一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。它不是一個(gè)純電阻。電功大于電熱加強(qiáng)知識(shí)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生比較分析、系統(tǒng)學(xué)習(xí)的能力。

【利用焦耳定律解決問(wèn)題】1.討論：電爐通過(guò)導(dǎo)線接到電路中，導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并不很熱？討論：電線與電爐絲串聯(lián)，電流相等，根據(jù)焦耳定律，導(dǎo)線的電阻比電爐絲小得多，相同時(shí)間內(nèi)放出熱量也少。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力、合作學(xué)習(xí)和交往能力。2.例題：一根60的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？交流訂正、強(qiáng)調(diào)：公式的書(shū)寫(xiě)及單位的統(tǒng)一。學(xué)生計(jì)算（一同學(xué)上臺(tái)板演）討論、補(bǔ)充訂正培養(yǎng)學(xué)生利用公式解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)一步熟悉公式。四、電熱的利用和防止1、電熱的利用電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。2.電熱的危害很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。討論分析日常生活中那些電熱是有利的，哪些是有害的及時(shí)將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系保持學(xué)生學(xué)習(xí)的樂(lè)趣和積極性小結(jié).電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象，叫電流的熱效應(yīng)。.焦耳定律：Q=l2Rt.要從通風(fēng)、散熱等角度來(lái)有效地防止電熱的危害。梳理本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容，識(shí)體系。形成知及時(shí)歸納總結(jié)，鞏固所學(xué)知識(shí)。隨堂練習(xí).電流的熱效應(yīng)是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí) 轉(zhuǎn)化成 的現(xiàn)象。電熱器是利用電流的 制成