《焦耳定律》教学设计.doc

焦耳定律教学设计打柴沟镇初级中学 相云一、教学目标1 知识与技能(1)知道焦耳定律的内容，并能用焦耳定律说明生活中的一些现象。(2)知道利用和防止电热的生活事例和方法。2 过程与方法通过实验探究电流通过导体时产生的热量与电流、电阻的关系。3 情感、态度与价值观通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。二、教学重、难点1、焦耳定律及其应用（重点）。2、通过探究，知道电流的热效应与那些因素有关（难点）。3、知道利用和防止电热的场合和方法（难点）。三、教学资源演示用具：演示实验电路、焦耳定律演示器、多媒体课件等。学生用具：电源，电流表、滑动变阻器、开关各1个，铜丝、电阻丝各一段，导线若干，钟表等。四、教学设计1、创设物理情境，激发探究欲望，引出新课（1）出示生活情景视频(多媒体)：周末，小宝的爸爸出门前嘱咐他好好学习，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真学习，电视机也没打开，很高兴。可是用手一摸电视机后盖后就发现，小宝刚看过电视。学生观看生活情景视频，思考并说出自己的想法。问：谁知道小宝的爸爸是根据什么道理判定的吗?引导学生列举生活中的产生热量的用电器，提出问题：这些用电器工作时能量是怎样转化的?（2）演示实验：“电热取火”，利用通电的镍铬合金丝点燃火柴头。根据生活经验，列举生活中产生热量的用电器。学生进行回答。教师指出将电流通过导体时电能转换成内能，这种现象叫做电流的热效应(板书)教师：电流通过导体产生的热量会有什么规律呢?这节课我们就研究这个问题，一起学习第四节焦耳定律。设计意图：通过观看生活视频和演示实验，激发学生对于物理来自生活的兴趣。2、观察实验，积极思考，提出问题问题：电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?学生认真分析并进行分析。教师：可见电流通过不同导体产生的热量不同，那么导体产生的热量与什么因素有关呢?根据现象，学生对电流通过导体产生热量的影响因素引发思考。设计意图：通过问题思考，让学生进一步激发探究欲望，并对实验现象进行简单的猜想分析。3、激励学生，大胆猜想教师引导学生根据演示实验和生活经验推测电流通过导体产生热量的影响因素，鼓励学生大胆猜想。教师组织学习小组成员交流讨论，做出猜想，并简单说明猜想理由。学生对电流产生热量的影响因素进行猜想学生以小组为单位展开交流讨论，每个成员陈述自己的猜想及理由。(1)电阻越大，导体产生的热量越多。(2)电压越大，导体产生的热量越多。(3)电流越大，导体产生的热量越多。(4)通电时间越长，导体产生的热量越多。(5)对于富有想象力的学生，给以充分肯定，并鼓励引导探究热量与电流、电阻、通电时间的关系。设计意图：学生通过相互交流与讨论，体现自主性、合作性与探究性。4、制订计划与设计实验教师：同学们的猜想是否正确，它们之间究竟存在怎样的关系，下面我们利用桌面的器材来设计实验，进行探究。介绍实验器材(对照大屏幕)。电源，电流表、滑动变阻器、开关各1个，铜丝、电阻丝，导线若干，钟表等。学生根据教师对器材的介绍，对照器材进行观察了解。(大屏幕出示思考问题)思考问题：(1)实验中如何比较产生热量的多少? (2)如何探究导体产生的热量与电阻、电流、通电时间的关系?学生分组讨论交流思考问题并解答。设计意图：问题引发学生的思维，锻炼学生设计实验的能力。教师引导学生对照大屏幕的思考问题，小组讨论，进行实验方案的设计。学生讨论完，教师引导学生在全班分享思考问题的答案。师：如何通过桌面的器材比较产生热量的多少?生：通过观察U形管中液面的高度差，高度差越大，说明产生的热量越多。师：刚才的问题运用了物理研究的哪些方法?生：转换法。教师：在实验的方案设计时，我们猜想电阻、电流、通电时间都对热量的产生有影响作用，我们应该采用什么研究方法?学生思考后想到用“控制变量法”研究多因素问题。在探究导体产生的热量与电阻的关系时，我们控制什么量不变?改变什么?怎么改变?学生：控制电流和通电时间相同，选用两个不同的电阻串联，观察液面的高度差。在探究导体产生的热量与电流的关系时，我们控制什么量不变?改变什么?怎么改变?学生：控制电阻和通电时间相同，在其中一个电阻上并联一个电阻，观察液面的高度差。在探究导体产生的热量与通电时的关系时，我们控制什么量不变?改变什么?怎么改变? 学生：控制电阻和电流相同，改变通电时间，观察液面的高度差。设计意图：引导学生分析研究多变量问题的方法控制变量法，并在实验过程中具体使用，对学生进行研究方法的教育。5、明确分工，进行实验教师：本节课我们主要完成产生的热量与电阻、电流的关系实验，根据同学们设计的方案进行实验，并得出结论学生以小组为单位进行讨论。实验中，教师巡视，发现学生实验中存在的问题，指出学生在实验中的错误，给予及时的帮助和指导。设计意图：通过亲自动手实验，印象深刻培养小组合作探究的能力。6、分析实验，得出结论各小组交流得出结论：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多；在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。根据实验现象，你们还能得出产生热量与通电时间的关系吗?学生进一步得出结论：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。设计意图：锻炼学生的表达能力，实验归纳总结能力7、交流评估小组交流实验探究结论，教师给予及时的调控矫正，并且在学生分析遇阻时给予适当的指导。学生反思探究活动中存在的问题，并体会控制变量法的研究思路。说明：在结论中，体现控制变量法的思路。设计意图：通过讨论交流对学生参与实验的态度和效果进行评估，使学生从感性认识向理性认识飞跃。8、焦耳定律的内容、公式、应用教师讲解焦耳的简介，并说明焦耳定律的由来。焦耳简介：焦耳定律是英国物理学家焦耳经过无数次实验探索总结出来的我们不仅要学习他发现的定律，而且要学习他的刻苦钻研的精神。学生学习焦耳的刻苦钻研精神，指导学生自主阅读课本100页，知道焦耳定律的内容、公式、单位等。设计意图：通过阅读，让学生学会自学。(1)内容：电流通过导体时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。(2)公式：Q=I2Rt。(3)单位：，I一安，R一欧，t一秒，Q一焦。(4)说明：焦耳定律是从实验中总结出来的规律，它适用于任何情况下的电热的计算。焦耳定律是焦耳在大量实验基础上归纳总结得出来的规律，还需要理论上的支持，我们能不能通过理论来推导出焦耳定律的数学表达式呢?学生讨论推导。理论推导：当满足条件，电能内能(电热)时，有Q=W(全部转化)，W=UIt，且U=IR，所以Q=W=UIt= I2Rt，所以Q= I2Rt。通过理论推导，同样得出了焦耳定律的表达式，达到理论和实践的完美统一。学生从理论上理解焦耳定律的表达式。设计意图：在教学中注重培养学生运用物理规律解决实际问题的能力，特别是让学生通过讨论，自己得出结论这样做，培养了学生的思维能力和分析问题的能力。焦耳定律的应用：1引导学生运用本节课研究的结论解决实际问题问题：为什么电炉丝和导线通过的电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不热?学生回答：因为电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多，串联后它们的电流相同，根据焦耳定律Q =I2Rt，在相同的时间内电流通过电炉丝产生的热量比通过导线产生的热量大得多。2出示例题，进一步加深焦耳定律的应用例题：一根60的电阻丝接在36 V的电源上，在5 min内共产生多少热量?学生分析例题，并求解。设计意图：提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。进一步加深学生对物理知识的理解。9、电热的利用与防止教师：生活和生产中经常用到电热例如上课举到的例子(大屏幕)，再如养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子。学生观看大屏幕并阅读课本，结合生活实际，对电热的利用和防止方法进行了解。设计意图：物理源于生活，又应用于生活。教师：电热有例也有弊，很多情况下我们并不希望用电器温度过高，我们经常采用一些方法去散热，如电视机后盖有孔，CPU上的散热片和散热风扇等尽管如此，总会有一些我们不希望的事情发生，如发生的火灾等。教师：通过学习，我们更应该注意电热的防止，避免类似情况的发生。设计意图：联系实际，科学生活。10、课堂小结出示学习目标(大屏幕)引导学生进行课堂小结。学生进行课堂小结：(1)归纳研究物理问题的方法控制变量法。(2)归纳物理知识：焦耳定律。(3)归纳电热的计算方法。11、课堂反馈，布置作业学生独立完成导学案“课堂反馈”。五、教学反思本节课通过实验探究，学生掌握了“控制变量法”这一物理研究方法探究过程中，通过自行设计、自己动手操作，培养了学生的创新思维能力；通过分析实验，分别概括出电流通过导体产生的热量与电阻、电流和通电时间的关系，提高了学生的动手实验、分析概括能力，增强了主体参与意识。本节课设计和完成实验是教学的一个难点，应在设计方案时多下功夫，学生更多的时间去思考、去讨论、去操作另外在小组实验中的分工和操作上给以指导，另外在