第六章 專題特訓十二 電熱綜合計算-多擋位電路 教學設計 -2024-2025學年教科版物理九年級上冊

第六章專題特訓十二電熱綜合計算——多擋位電路教學設計-2024-2025學年教科版物理九年級上冊主備人備課成員教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容為“電熱綜合計算——多擋位電路”，選自2024-2025學年教科版物理九年級上冊的第六章專題特訓十二。本節(jié)課將重點講解多擋位電路的原理、計算方法及其在實際應用中的案例分析。

教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在：本節(jié)課將運用學生已掌握的電流、電壓、電阻等基本概念，以及串并聯(lián)電路的特點，來分析和計算多擋位電路中的電流、電壓和電功率。此外，還將結(jié)合熱學知識，探討電熱在實際應用中的計算和轉(zhuǎn)換。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學生的物理觀念、科學思維和科學探究能力。通過學習多擋位電路的電熱綜合計算，學生將能夠理解并運用物理知識解釋生活中的電熱現(xiàn)象，形成對電熱效應的深刻認識。同時，通過分析多擋位電路的工作原理，學生將提高抽象思維和邏輯推理能力，學會運用科學方法解決實際問題。此外，通過實踐操作和探究活動，學生將增強實驗設計和問題解決的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，為未來的學習和生活奠定堅實的科學素養(yǎng)基礎。教學難點與重點1.教學重點

本節(jié)課的教學重點是理解和掌握多擋位電路的電熱綜合計算方法。具體包括：

-多擋位電路的組成和工作原理，例如，如何通過切換開關來改變電路的連接方式，從而實現(xiàn)不同的電功率輸出。

-電功率的計算公式P=UI和P=I2R，以及在不同電路狀態(tài)下的應用，如計算某一擋位下的電功率。

-電熱效應的計算，例如，通過公式Q=Pt來計算電熱絲在某一時間段內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

2.教學難點

本節(jié)課的教學難點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

-多擋位電路中的等效電阻計算，學生可能難以理解不同擋位下電阻的變化規(guī)律。例如，當開關從一個擋位切換到另一個擋位時，如何計算整個電路的等效電阻。

-電熱效應與電路參數(shù)之間的關系，學生可能難以將電功率和電熱效應聯(lián)系起來，例如，如何根據(jù)電路的電流和電阻來計算發(fā)熱量。

-實際電路中電熱問題的復雜性和多變性，例如，如何處理電路中存在的非線性元件，以及如何考慮環(huán)境溫度對電熱效應的影響。

-在實際操作中，如何準確測量電流、電壓和溫度，以及如何利用測量結(jié)果進行計算分析，這些都是學生需要克服的難點。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學方法與策略本節(jié)課將采用講授與討論相結(jié)合的教學方法，輔以案例研究和實驗操作，以增強學生對多擋位電路電熱綜合計算的理解。首先，通過講授介紹多擋位電路的基本原理和電熱計算公式，確保學生掌握核心概念。接著，引導學生進行案例研究，分析具體電路圖，討論不同擋位下的電流、電壓和電功率變化。此外，設計實驗活動，讓學生動手搭建電路，測量相關物理量，通過實際操作加深理解。在教學過程中，利用多媒體工具展示電路圖和動態(tài)模擬，增強視覺效果，幫助學生更好地理解和記憶。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過在線平臺發(fā)布預習資料，包括多擋位電路的工作原理和電熱計算的PPT，以及相關的練習題。

-設計預習問題：如“多擋位電路是如何實現(xiàn)不同功率輸出的？”“如何根據(jù)電路圖計算等效電阻？”

-監(jiān)控預習進度：通過在線平臺的作業(yè)提交功能，跟蹤學生的預習進度和作業(yè)完成情況。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生閱讀預習資料，理解多擋位電路的基本原理。

-思考預習問題：學生針對問題進行思考，嘗試解答，記錄疑問。

-提交預習成果：學生將預習筆記和問題提交至在線平臺。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生獨立思考，培養(yǎng)自主學習能力。

-信息技術手段：利用在線平臺，實現(xiàn)資源的共享和進度的監(jiān)控。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過生活中的多擋位電器的使用案例，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識點：詳細講解多擋位電路的電熱計算方法，結(jié)合具體電路圖進行分析。

-組織課堂活動：設計小組討論，讓學生分析不同擋位的電路圖，計算電流、電壓和功率。

-解答疑問：對學生提出的問題進行解答，確保學生理解難點。

學生活動：

-聽講并思考：學生認真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：學生參與小組討論，共同分析電路圖。

-提問與討論：學生提出自己的疑問，參與課堂討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細講解，幫助學生理解電熱計算的原理。

-實踐活動法：通過小組討論，讓學生在實踐中應用電熱計算方法。

-合作學習法：通過小組活動，培養(yǎng)學生的團隊合作能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)課堂內(nèi)容，布置相關的計算題和分析題，鞏固學生對多擋位電路電熱計算的理解。

-提供拓展資源：提供相關書籍和在線資源，讓學生進一步了解電熱效應的應用。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生完成作業(yè)，加深對電熱計算方法的理解。

-拓展學習：利用提供的資源，進行更深入的學習。

-反思總結(jié)：學生對學習過程進行反思，總結(jié)學習方法和技巧。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結(jié)法：引導學生反思學習過程，提升學習效率。

作用與目的：

-鞏固學生對多擋位電路電熱計算的理解和應用能力。

-通過拓展學習，增加學生對物理學科的興趣和認識。

-通過反思總結(jié)，幫助學生發(fā)現(xiàn)并解決學習中的問題，促進自我提升。教學資源拓展拓展資源：

1.拓展閱讀材料：提供《物理學中的電熱效應》、《電學基礎知識》等書籍，這些書籍詳細介紹了電熱效應的基本原理和應用，以及相關的物理公式和計算方法。

2.視頻資料：推薦《多擋位電路工作原理》教學視頻，通過動畫和實例演示，直觀地展示多擋位電路的組成和電熱計算過程。

3.實驗案例：收集一些經(jīng)典的電熱實驗案例，如“電熱絲加熱實驗”、“多擋位電熱水壺電路分析”等，供學生參考。

4.學術論文：提供一些關于電熱效應在工程應用中的學術論文，如“電熱效應在新能源技術中的應用”、“多擋位電路在電動汽車充電系統(tǒng)中的應用”等。

拓展建議：

1.深入理解電熱效應：

-學生可以通過閱讀《物理學中的電熱效應》等書籍，深入理解電熱效應的物理原理，包括焦耳定律、電功率和電熱效應的關系等。

-建議學生關注電熱效應在不同材料中的表現(xiàn)，以及如何通過改變材料屬性來調(diào)控電熱效應。

2.掌握多擋位電路的工作原理：

-學生可以通過觀看《多擋位電路工作原理》教學視頻，直觀地了解多擋位電路的組成和不同擋位下的電流、電壓和功率變化。

-建議學生結(jié)合視頻內(nèi)容，自己動手繪制不同擋位的電路圖，并計算相關物理量。

3.實驗操作與數(shù)據(jù)分析：

-學生可以參考實驗案例，進行電熱絲加熱實驗，觀察并記錄溫度變化和電功率的關系。

-建議學生通過實驗數(shù)據(jù)分析，探討電熱效應在不同條件下的變化規(guī)律，如溫度對電阻的影響等。

4.探索電熱效應的應用：

-學生可以閱讀學術論文，了解電熱效應在新能源技術、電動汽車充電系統(tǒng)等領域的應用。

-建議學生思考電熱效應在實際生活中的應用，如電熱水器、電暖器等，并探討其節(jié)能和環(huán)保的可能性。

5.拓展物理知識面：

-學生可以通過閱讀《電學基礎知識》等書籍，復習和鞏固電流、電壓、電阻等基本概念，為電熱計算打下堅實的基礎。

-建議學生關注物理學科的前沿動態(tài)，了解電熱效應在科學研究中的應用和發(fā)展趨勢。

6.學科交叉學習：

-鼓勵學生將電熱效應的知識與數(shù)學、化學等相關學科進行交叉學習，如利用數(shù)學模型分析電熱效應的規(guī)律，或探討電熱效應在化學合成中的應用。

-建議學生參加學科競賽或研究性學習項目，將所學知識應用于實際問題中，提高綜合應用能力。教學反思與總結(jié)回顧這節(jié)課的教學過程，我深感教學是一個不斷學習和改進的過程。在教學方法、策略和管理方面，我有一些心得體會，也有一些需要反思和改進的地方。

在教學方法的運用上，我嘗試了自主學習、講授法和實踐活動法等多種教學方法。通過讓學生課前預習和自主探索，我發(fā)現(xiàn)他們對于新知識的接受能力有了明顯的提高。課堂上，我通過生動的案例和詳細的講解，幫助學生理解多擋位電路的電熱綜合計算。同時，我也設計了小組討論和實驗操作等實踐活動，讓學生在實踐中掌握知識。這些教學方法的有效運用，使得課堂氛圍活躍，學生的參與度較高。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處。在課堂管理方面，有時對學生的引導不夠細致，導致部分學生在討論和實驗環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了偏離主題的情況。此外，對于一些基礎較弱的學生，我在課堂上的個別提問可能沒有給予他們足夠的思考和回答的時間，這使得他們在學習過程中感到一定的壓力。

在教學策略的選擇上，我注重了學生的自主學習和合作學習。通過課前預習和課堂討論，學生的自主學習能力得到了提升。同時，小組合作學習使得學生能夠在互動中加深對知識的理解。但是，我也意識到在實施小組合作學習時，需要更加細致地分組，確保每個學生都能在小組中發(fā)揮作用。

對于本節(jié)課的教學效果，我認為學生在知識、技能和情感態(tài)度等方面都有了一定的收獲和進步。他們不僅掌握了多擋位電路的電熱綜合計算方法，而且通過實驗操作，對電熱效應有了更直觀的認識。在情感態(tài)度上，學生對物理學科的興趣有所提高，對科學探究的態(tài)度更加積極。

當然，教學中也存在一些問題。例如，部分學生在電熱計算的公式運用上還存在困難，需要我在今后的教學中加強對這部分內(nèi)容的講解和練習。此外，對于實驗操作的引導，我需要更加細致，確保每個學生都能正確進行實驗并得出準確的結(jié)論。

針對這些問題和不足，我計劃采取以下改進措施和建議：

1.加強對基礎薄弱學生的個別輔導，確保他們能夠跟上教學進度。

2.在課堂提問時，給予學生更多的思考和回答時間，鼓勵他們積極參與。

3.在小組合作學習中，更加細致地分組，確保每個學生都能參與其中。

4.在實驗操作環(huán)節(jié)，提供更加詳細的操作指南，并加強現(xiàn)場指導。

5.在課后，提供更多的拓展資源和學習建議，幫助學生鞏固知識并拓寬視野。典型例題講解【例題1】

某多擋位電熱水器，其電路圖如右圖所示（假設未提供圖，描述電路圖情況）。當開關S1閉合，S2斷開時，電熱水器工作在低擋位；當開關S1和S2都閉合時，電熱水器工作在高擋位。已知電熱水器在低擋位時的功率為P1，在高擋位時的功率為P2。求電熱水器在低擋位和高擋位時的等效電阻之比。

【答案】

設電熱水器低擋位時的等效電阻為R1，高擋位時的等效電阻為R2。根據(jù)功率公式P=UI=I2R，可得：

P1=I12R1

P2=I22R2

由于電流I1和I2在低擋位和高擋位時不同，但電壓U不變，因此：

I1=U/R1

I2=U/R2

將I1和I2代入P1和P2的表達式中，得到：

P1=(U/R1)2R1=U2/R1

P2=(U/R2)2R2=U2/R2

由此可得等效電阻之比：

R1/R2=P2/P1

【例題2】

一個電熱器在220V電壓下工作時的功率為1000W。如果將電壓降低到110V，假設電熱器的電阻不變，求電熱器在110V電壓下的功率。

【答案】

根據(jù)功率公式P=UI=U2/R，可得：

P1=U12/R

P2=U22/R

由于電阻R不變，因此：

P2/P1=(U22/R)/(U12/R)=U22/U12

將U1=220V，U2=110V代入，得到：

P2/P1=(1102)/(2202)=1/4

所以，電熱器在110V電壓下的功率為：

P2=P1/4=1000W/4=250W

【例題3】

一個電熱器在正常工作時的電流為10A，電阻為44Ω。求電熱器正常工作時的功率和發(fā)熱量（假設工作時間為1小時）。

【答案】

根據(jù)功率公式P=UI=I2R，可得：

P=I2R=102*44=4400W

發(fā)熱量Q=Pt，其中t=1小時=3600秒，因此：

Q=P*t=4400W*3600s=15840000J

【例題4】

一個多擋位電熱水壺，低擋位時的功率為500W，高擋位時的功率為1000W。如果電熱水壺在低擋位工作時的電流為5A，求電熱水壺在高擋位工作時的電流。

【答案】

設電熱水壺在低擋位時的電阻為R1，在高擋位時的電阻為R2。根據(jù)功率公式P=UI=I2R，可得：

P1=I12R1

P2=I22R2

由于低擋位時的電流I1=5A，功率P1=500W，因此：

R1=P1/I12=500W/25A2=20Ω

由于電熱水壺的電阻在高擋位和低擋位時不變，因此R2=R1。所以：

P2=I22R2

1000W=I22*20Ω

I22=1000W/20Ω

I2=√(1000W/20Ω)=√50A2=5√2A≈7.07A

【例題5】

一個電熱器在220V電壓下工作時的功率為1500W。如果將電壓降低到110V，假設電熱器的電阻不變，求電熱器在110V電壓下的工作電流。

【答案】

根據(jù)功率公式P=UI=U2/R，可得：

P1=U12/R

I2=P2/U2

由于電阻R不變，因此：

I2/I1=(U2/U1)*(√P2/P1)

將U1=