高中物理-电功与电热教学设计学情分析教材分析课后反思

新授课专用基于标准的教学设计课题名称电功与电热课型新授课开发者年级高二学科物理课标要求理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。分解课程标准核心概念行为动词行为条件表现程度电功与电热电功、电功率理解通过自主学习熟练地推导通过课堂讨论准确地焦耳定律知道通过自主学习准确地理解通过课堂讨论准确地电功与电热的关系知道通过课堂讨论准确地理解通过问题分析准确地学情分析本节课之前，学生已经学习了电流、电阻等内容，并且初中阶段已经学习过欧姆定律，指导电阻通过电流会产生热等基本知识，有较好的知识基础。但是初中阶段学习仅仅局限于规律和公式的简单识记，规律和知识的由来并没有深入探讨。例如电功的概念及公式的由来、电流热效应的微观解释、纯电阻元件与非纯电阻元件能量的转化关系等能内容都是本节课要学习的内容。所授课班学生没有将物理作为高考选考科目，知识基础有一定欠缺。叙写学习目标1、理解电功、电功率、热功率及它们之间的关系；2、能够应用焦耳定律解决相关问题；3、能区分电功和电热，会在非纯电阻电路中正确计算电功和电热。4、了解电热在生活中的利用与防护。评价设计通过活动一，完成目标1；通过活动二，完成目标2、3；通过活动三，完成目标4。教学思路设计以“灯泡上的风车”这一演示实验引入新课，提高学生的学习兴趣，激发学生的求知欲；结合学生的知识基础，推导出电功、电功率、电热、电热率等物理量的表达式；以生活中的常用电热设备“小太阳”为例，引导学生探究电功与电热的关系，进而归纳出纯电阻元件与非纯电阻元件的电学规律。教学活动设计备注导入演示实验：灯泡上的风车接通电源，灯泡发光，隔一段时间，发现风车会转起来。培养学生的实验观察能力，同时引导学生思考：风车转起来的原因，涉及到哪些能量间的转化。对学生的观点进行评价，通过引导学生思考生活中还有哪些电能转化为其它形式能量的实例？通过PPT展示图片。进一步引导学生思考，电能转化为其它形式能量的过程中有什么相同点？活动之一：电功和电功率问题1：电能转化过程中都有电流。我们知道功是能量转化的量度。在电能的转化过程中，是什么在做功呢？推导电流做功请同学用语言表述：电流在一段电路上所做的功W等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。提示学生注意电功的单位（J）。复习电场力功与电势能改变之间的关系，引导学生进一步认识电能转化为其他形式能量实质是电势能的转化。问题：如何比较电流做功（消耗电能）的快慢？让学生自主推导出电功率的表达式。联系生活，认识“1度电”。通过洗衣机铭牌参数，了解“额定功率”的含义。活动之二：焦耳定律通过视频，进一步了解电流的热效应，知道电热产生是电子与金属离子碰撞的结果，为探究影响电热的因素做准备。问题：猜想影响电热的因素。1、在学生猜想、讨论的基础上引出焦耳定律，（1）定量表示（2）文字表述电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻及通电时间成正比。（3）以电热扇为为例，提出热功率的概念，并推导其表达式类比电功快慢，引出热功率的概念，并推导出热功率的表达式。电功与电热的关系演示实验：将电热扇分别调到加热挡和转动加热档，让学生分析电能的转化，探究电功（消耗电能）与电热的关系。因而引出纯电阻元件和非纯电阻元件两个概念，并分析其中的能量转化，电流、电压、电阻关系。纯电阻元件：电能全部转化为热能。得出纯电阻元件适用欧姆定律的结论。非纯电阻元件：电能转为热能和其他形式的能量。得出对于非纯电阻元件欧姆定律不再适用。课堂练习；1、某玩具的直流电动机线圈的电阻一定，在线圈两端加上0.3V的电压时，电流为0.3A，此时因电压过低，电动机不能转动。若在线两端施加2V的电压，电流为0.8A，此时电动机正常工作。当正常工作时，该电动机的输入电功率是多少？电动机的输出机械功率是多少？总结方法：先判断该电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路；纯电阻电路，输入功率等于热功率；非纯电阻电路，输入功率大于热功率，但总功率相等。2、关于电动机做功，往往视为非纯电阻电路问题。如图所示，一台直流电动机所加电压为110V，通过的电流为5A，若该电动机在10s内把一个质量为50kg的物体匀速提高了9m，求电动机的电功率和电动机线圈的电阻。（不计摩擦，取重力加速度g=10m/s2)活动之三：身边的电热1、电热的利用电水壶、电饭锅、电暖气、电熨斗等电焊机由电阻率较大的材料制成2、电热的防护插头和插座、电线、发电机、电动机、变压器等由电阻率较小的材料（铜等）制成。活动之四：课堂小结板书设计电功与电热电功、电功率电功W=UIt电功率P=UI实质：电势能的转化二、焦耳定律1、探究影响电热的因素2、焦耳定律热功率3、电功与电热的关系（1）纯电阻元件非纯电阻元件三、身边的电热1、电热的利用2、电热的防护教学反思本节课内容涉及合理，课堂教学环节较好的完成了既定学习目标，但由于学生没有将物理作为高考选考科目，从课堂表现看，物理学习的积极性不够高。在学生参与课堂方面仍有较大的改进空间。【学情分析】本节课之前，学生已经学习了电流、电阻等内容，并且初中阶段已经学习过欧姆定律，指导电阻通过电流会产生热等基本知识，有较好的知识基础。但是初中阶段学习仅仅局限于规律和公式的简单识记，规律和知识的由来并没有深入探讨。例如电功的概念及公式的由来、电流热效应的微观解释、纯电阻元件与非纯电阻元件能量的转化关系等能内容都是本节课要学习的内容。授课班级学生没有将物理作为高考选考科目，学生的知识基础有一些短板，课堂教学以基本概念、规律，及规律的简单应用为主。【效果分析】本节课课堂教学环节较好地完成了既定的教学目标，让学生学习电功、电功率、电热、热功率等基本物理概念的同时，提高了学生在生活中发现物理、学习物理的兴趣。对电功与电热的探究，帮助学生力竖立了辩证看待事物的思想，是纯电阻元件还是非纯电阻元件要结合具体问题进行分析。本班级学生高考科目没有选择物理，总体对物理学科的积极主动性较弱，但是大部分同学还是积极主动地参与课堂，与老师进行互动，同学之间积极交流，整体上比较成功。【教材分析】电功与电热这一节从能量转化的角度理解电功和电热，区分纯电阻电路与非纯电阻电路。教科书没有通过实验归纳引入焦耳定律，而是从能量守恒定律分析得出的。这是对功能关系的应用。（1）电功和电功率教科书根据功和能的关系，从电能的转化引人电功概念，然后根据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式。教学中可以引导学生对用电器中的能量转化进行讨论，这样有利于学生理解电功的物理意义。①从静电力做功的角度去考虑问题。电流通过用电器的过程中，消耗了电能，同时产生了其他形式的能，这个能量转化的过程就是电流做功的过程。实质上，就是静电力做功，电势能减小，增加了其他形式的能的过程。在转化的过程中，能量是守恒的。②功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。③推导电功的公式时，在时间t内，相当于把电荷q由电路的一端移到另一端，移动电荷所做的功是W=qU=UIt。④不同的用电器电流做功（消耗电能转化为其他能）的快慢不同，引人电功率概念P=UI,还可以跟速度等概念进行类比，帮助学生理解。要让学生知道用电器额定功率的含义，并让学生对常见用电器的额定功率有一个大致的了解。（2）焦耳定律电路中电流做功，将电能转化为其他形式的能，其中很常见的就是内能，但是很多情况下，电路消耗的电能不全部转化为内能。教师可以用电动机作为例子，引导学生进行讨论。电动机消耗的电能（电功）转化为机械能和内能两部分。让学生清楚，对于非纯电阻电路，电功和电热不相等。这时可以从能量守恒角度来考虑问题。【评测练习】练习1某玩具的直流电动机线圈的电阻一定，在线圈两端加上0.3V的电压时，电流为0.3A，此时因电压过低，电动机不能转动。若在线两端施加2V的电压，电流为0.8A，此时电动机正常工作。当正常工作时，该电动机的输入电功率是多少？电动机的输出机械功率是多少？练习2关于电动机做功，往往视为非纯电阻电路问题。如图所示，一台直流电动机所加电压为110V，通过的电流为5A，若该电动机在10s内把一个质量为50kg的物体匀速提高了9m，求电动机的电功率和电动机线圈的电阻。（不计摩擦，取重力加速度g=10m/s2)【课后反思】本节课内容涉及合理，课堂教学环节较好的完成了既定学习目标，但由于学生没有将物理作为高考选考科目，从课堂表现看，物理学习的积极性不够高。在学生参与课堂方面仍有较大的改进空间。【课标分析】课标要求：理解电功、电功