《焦耳定律》名师教案.docx
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《焦耳定律》名师教案
第十八章 电功率
18.4 焦耳定律教学设计
单位
青海省西宁市虎台中学
姓名
李振起
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、高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,学习本节内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,学好本节课的内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,缺乏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
完成本节课的预习任务,反馈预习情况
了解本节课内容,发现薄弱点,针对性听课
创设情境,引入新课
我们在电学方面已经学习了电压、电流、电阻、电功、电功率等相关物理知识,今天我们展开更深入的学习,我们先来一起做一个实验,请同学们仔细观察实验。
(活动1)实验
你看到了什么现象?
火柴点燃说明了什么问题?
一支点燃,一直未点燃,说明能说明什么?
我们能提出什么探究问题?
这就是今天我们要学习的焦耳定律内容。
学生观察实验并观察实验现象。
实验具有一定的危险性,请同学们不要模仿。
1.火柴点燃
2.一支点燃,一直未点燃
电阻温度很高,很热,电流具有热效应。
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?
创设情景,激发学生的兴趣和求知欲。
通过一系列的追问,提高学生的学习兴趣和课堂参与度,同时让学生尽快融入课堂教学。
通过小实验观察到的现象,让学生自主提出探究问题。
新课教学
一、电流的热效应
电流通过导体时,电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。
板书:
18.4焦耳定律
1.电流流过导体,电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。
2.探究电热跟什么因素有关?
理论上理解电流的热效应。
记录学习笔记。
提出探究问题
培养学生总结能力(得出电流的热效应)。
让学生更深入的理解物理概念
由生活现象培养学生发现问题、提出问题的能力。
二、探究电热与什么因素有关
1.提出问题
电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关?
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。
(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?
同学们的思路非常好,老师很赞赏你们。
下面我们一起按照我们的思路进行实验,请两位同学帮我完成实验。
这是老师已经连接好的电路,教师与学生一起演示实验,读数并由学生填写实验数据:
板书:
在I,t一定时, R越大,Q越大。
我们已经探究出电热与R关系,接下来该探究Q与I关系。
板书:
(2)如何探究Q与I关系?
又该如何设计实验电路?
刚才的电路还能用么?
教师带领学生重新设计实验电路图。
为了避免刚才电阻发热对实验的影响,我们换成新的电阻,学生与教师一起演示实验,学生记录实验数据。
板书:
在R,t一定时, I越大,Q越大。
根据以上的实验数据,电热与通电时间的关系还需要探究么?
板书:
在I, R一定时, t越长,Q越大。
分析论证
结论1:
当_____和_____相同时,___越大,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I、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I、R、t的关系,但不能得到定量关系。
学生思考。
自主产生问题。
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案。
学生回答:
电阻发热后,空气受热膨胀,两个U形管中液面出现高度差,比较高度差反映电热的多少。
转换法。
学生立即明白,可以直接测量电阻的温度。
学生思考后回答:
比较升到的温度
学生参与课堂,参与实验,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,应该使用控制变量法。
应控制R,t相同,I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。
培养提出问题的能力。
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。
利用现代技术手段,提高教学效率,减轻学习负担,让课堂氛围更加活跃。
及时对学生的观点给予高度评价,提高学生的学习自信心。
让更多的学生参与课堂。
培养学生设计实验、分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。
会根据实验数据得出结论,利用控制变量的方法准确的描述出结论。
培养学生的逻辑思维能力
培养学生对实验综合分析能力。
培养语言表达能力。
让学生通过已有数据总结结论,培养语言组织能力。
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。
内容:
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
公式:
Q = I2Rt
单位:
焦耳(J)
板书:
3.焦耳定律:
Q = I2Rt
了解焦耳在电热上的成就
学生了解焦耳定律的内容,记住公式Q=I2Rt。
培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。
培养学生阅读能力和归纳总结能力。
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献,焦耳的刻苦专研精神值得我们学习,其实通过前面已经学过的知识,也可以得到焦耳定律,如果电流做的功全部转换成热,则
Q=W W=UIt U=IR
Q=W=I2Rt
电暖器,电饭锅,电炉子等用电器可以将消耗的电能全部转换成热,这样的电路我们称为纯电阻电路,Q=W。
如果电流做的功转换成热能还有其他形式的能量,则
W>Q W=UIt Q=I2Rt
这样的电路我们称为非纯电阻电路,如:
电风扇,电动机等,Q≠W。
板书:
4. 电功与电热关系
纯电阻:
W=Q= UIt =I2Rt
非纯电阻:
W>Q W=UIt Q=I2Rt
学生思考纯电阻电路和非纯电阻电路的区别,从理论上理解电功与电热的关系。
1.纯电阻电路中W=Q
2.非纯电阻电路中W>Q
加强知识间的联系,培养学生系统学习的能力,和逻辑思维能力。
培养利用物理知识解决实际问题能力。
五、电热的利用和防止
(优教提示:
请打开素材“演示视频:
电热的利用和防范”)
电热在生活中有许多应用,谁能联系生活说出哪些用电器利用电热为我们服务?
板书:
5.电热的利用和防止
1.电热的利用
电热带给我们便利的同时,也会给我们带来不利,电热会引起用电器元件的老化,缩短使用寿命,甚至会引起火灾,危及生命,生活中我们采取了哪些措施,来防止电热的危害?
2.电热的防止
学生列举生活中常见电热的实例利用电热的有:
电熨斗、取暖器、电饭锅等。
防止电热的有:
电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等
利用分类的方法来,培养学生利用辩证的态度看待问题的能力
课堂小结
通过今天对焦耳定律的学习,我们知道电流具有热效应,一起探究了电热的影响因素,对纯电阻和非纯电阻电路做了比较,对电热的知识有了全新的认识,希望同学们在今后的学习生活中,养成良好的安全用电习惯,不使用用电器时,随手关闭电源,既可以消除安全隐患,又可以节约电能。
梳理知识内容,学生回忆本节课的内容,形成知识体系。
归纳总结,让学生系统的理解所学知识,同时渗透安全用电知识,培养学生良好的用电习惯。
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。
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。
板书设计
18.4焦耳定律
1.电流流过导体,电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。
2.探究电热跟什么因素有关?
I,R,t
(1).探究Q与R关系?
(2).探究Q与I关系?
在I,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 = I2Rt
4. 电能与电热关系 纯电阻:
W=Q= UIt =I2Rt
非纯电阻:
W>Q W=UIt Q=I2Rt
5.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。
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,实施的也较顺利,但进行实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,教学内容完成仓促,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。
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