焦耳定律教學(xué)設(shè)計(jì)模板
焦耳定律教學(xué)設(shè)計(jì)模板
焦耳定律教學(xué)設(shè)計(jì)
（一）教學(xué)目標(biāo)：
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(shí)和技能目標(biāo)：知道電流的熱效應(yīng)，理解焦耳定律的內(nèi)容、公式及其運(yùn)用，知道電熱器的原理及構(gòu)造。
2、過程與方法目標(biāo)：要求學(xué)生能從感知事物→提出問題→自己設(shè)計(jì)→動(dòng)手動(dòng)腦探究科學(xué)規(guī)律中體會(huì)科學(xué)研究的方法，學(xué)會(huì)科學(xué)探究、知識(shí)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(jià)值觀目標(biāo)：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(shí)事求是和科學(xué)獻(xiàn)身教育，激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)。
（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)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(jìn)行教師引導(dǎo)下的科學(xué)探究，加強(qiáng)組內(nèi)同學(xué)間的合作、討論和交流，加強(qiáng)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。
（四）教具
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(tái)。
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(shí)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(shí)有什么共同特點(diǎn)？
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(shí)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(jìn)行新課
�。ㄒ唬┨骄坑绊戨娏魍ㄟ^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(gè)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(duì)這種現(xiàn)象你能不能提出一個(gè)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(shí)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(dòng)機(jī)。
2、猜想。
師問：你覺得電流通過導(dǎo)體時(shí)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(shí)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(gè)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(yàn)通電時(shí)間越長，產(chǎn)生熱量可能越多。并板書。）
3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
師提出：你們的猜想對(duì)不對(duì)呢？需要用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。
下面我們就來學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。你們說說要探究電流通過導(dǎo)體時(shí)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(qiáng)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(dāng)然還可能有其他方法。）
師出示溫度計(jì)讓學(xué)生具體說明比較方法。（有可能學(xué)生會(huì)說用溫度計(jì)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(jì)，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(jì)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(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證熱量與電流、電阻、時(shí)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(yùn)用控制變量法呢來研究熱量與電流、電阻、時(shí)間三個(gè)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(shí)間相同，選用兩個(gè)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(shí)間相同，使通過兩個(gè)電阻的電流不同；研究熱量與時(shí)間的關(guān)系，可以選擇任意一個(gè)電阻，不斷通電，觀察溫度是否隨通電時(shí)間不斷升高。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分別畫出電路圖，并用展臺(tái)展示。研究熱量與電流的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出兩種方法：一種是串聯(lián)滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)，花的時(shí)間太長。為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，能否將上述電路圖合并呢？看哪個(gè)小組最先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)電路。
�。▽W(xué)生小組討論，畫出初步的實(shí)驗(yàn)電路圖，不一定每個(gè)小組都對(duì)，教師用展臺(tái)展示某組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并請(qǐng)?jiān)摻M代表講述設(shè)計(jì)思路）
師展示實(shí)物連接圖片。
4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。
師出示演示實(shí)驗(yàn)器材：焦耳定律演示器，說明和書上的實(shí)驗(yàn)器材相似。
�、派詫W(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(gè)5Ω電阻，兩個(gè)電阻不相連，各有兩個(gè)接線柱。右邊密封著一個(gè)5Ω電阻，有兩個(gè)接線柱。如何用這個(gè)器材探究圖18.4-2的問題？怎樣連接？
請(qǐng)一組同學(xué)在白板上連接，另一組進(jìn)行實(shí)物連接。
生閉合開關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（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(shí)驗(yàn)電路圖。
師生共同完成實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：R、t相同， I越大，Q越大）
�、苎芯繜崃颗c時(shí)間的關(guān)系，直接得出I、 R相同，t越大，Q越大
師：通過實(shí)驗(yàn)探究，驗(yàn)證了我們的猜想是正確的。電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)。
�。ㄈ┙苟桑�
1、焦耳定律的內(nèi)容、公式
師：大家想這樣一個(gè)問題：用電孵化器孵小雞，電孵化器在一定時(shí)間放出的熱量要有嚴(yán)格的限制，這就需要定量計(jì)算。電熱和電流、電阻、時(shí)間有什么樣的定量關(guān)系呢？英國的物理學(xué)家焦耳在實(shí)驗(yàn)條件非常簡陋的情況下，重復(fù)試驗(yàn)幾千次，得出了偉大的焦耳定律，闡明了電熱和電流、電阻、時(shí)間的定量關(guān)系，為人類作出巨大貢獻(xiàn)。
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(shí)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(shí)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(jì)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(gè)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(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，電熱=電功。
3、知識(shí)反饋
請(qǐng)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(jìn)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(shí)間里多放出熱量，應(yīng)當(dāng)增大電阻絲的電阻。他的想法對(duì)嗎?為什么？
小組討論作答。
�。ㄋ模�、電熱的利用和防止
師：電流的熱效應(yīng)有時(shí)對(duì)我們有益，我們利用它;有時(shí)對(duì)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(shí)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(diǎn)高的合金
優(yōu)點(diǎn)：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(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理1、2、3、4
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