焦耳定律教案

焦耳定律教材解读焦耳定律是能量守恒定律在电能和内能转换中的体现,它是电学知识体系中的重要组成部分。通过学习焦耳定律,有助于解决实际生活中有关电热的问题,把理论与实际联系起来去探索电学的问题。本节内容的编排特点是:从生活中用电器工作时伴有发热现象引出电流的热效应,再通过演示实验研究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关,然后给出焦耳定律的完整内容,并用此知识解释前面的问题,体现学以致用的思想。最后,通过电热的利用和防止的内容,培养学生一分为二、辩证地看待问题的思想。这样安排,符合从感性到理性认识的规律,学生比较容易接受,能降低知识的理解难度。另一方面,教材紧密联系实验,使学生通过实验研究掌握焦耳定律,并将知识应用于生活中,从而培养学生的观察能力以及分析、解决问题的能力。教学目标知识与技能1.在观察实验的基础上引出焦耳定律。2.知道电流的热效应,知道利用和防止电热的场合和方法。3.理解焦耳定律的内容、公式、单位,并且会运用公式进行简单的计算。4.知道科学研究中常用的转换法和控制变量法在本节实验中的运用。5.体会科学探究过程。过程与方法通过观察实验、对比、探究等方法,知道电流的热效应与哪些因素有关。情感、态度与价值观1.通过学习电热的利用和防止,学会辩证地看待问题。2.通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识。重难点处理重点:电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系。难点:理解焦耳定律。教学建议《焦耳定律》一节内容若仅从知识和技能目标来看,是让学生理解和运用焦耳定律的公式,这是很容易达到的,教师多列举几道例题让学生训练就可以了。然而这是远远不够的,这样根本没有达到教学目标。教师再补做演示实验,也仅仅是让学生增加一些感性认识,使学生对焦耳定律产生一些认同感,加深记忆,培养学生的实验技能和尊重实验的精神。然而这仍然是不够的,完成的仍然是浅层次的教学目标,过程与方法、情感态度与价值观目标很难体现。为了全面完成各项教学目标,我们必须充分挖掘隐含在该节内容中的素质教育因素。首先,把教师的演示实验改为学生的科学探究实验,严格按照科学探究的步骤展开;其次,将学生分组,加强小组同学间的交流与讨论。学生在自己提出的问题驱动下去探究,在讨论交流中进行思想的沟通和碰撞,这些都是创新学习的重要手段,既能培养学生的动手实验能力,又能培养学生的合作学习精神和探求真知的兴趣,更重要的是能够使学生真正体验到科学发现的成功喜悦,得到科学探究方法和科学研究能力的培养,领悟科学的思想和精神,为学生将来的科学研究奠定基础。教师活动学生活动设计意图【导入新课】生活中的小故事:小东乘妈妈外出时不做作业而偷偷看电视,妈妈回来前才关掉电视假装做作业。然而这些被聪明的妈妈发现了,你们知道妈妈是怎样知道小东在家偷看电视的吗?生活中,还有哪些用电器通电后,都伴有热现象产生?举例说明。交流说出常见用电器工作有热产生的实例创造课堂情景,激发学生的兴趣和求知欲。【探究新知】投影:电烤箱、电熨斗、电饭锅、电炉丝、电烙铁、电热水器……这些用电器工作时有什么共同特点?一、电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。思考:导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红而导线几乎不热?说明什么?提出问题:电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关?思考后交流讨论回答由生活现象培养学生发现并提出问题的能力。【研究】电热大小的影响因素1.猜想:电流通过导体产生热量的多少与有关。

结合实例说出这三个因素对电热的影响。2.设计实验展示实验装置并讨论:1.当大家猜想电热与多个因素有关时,应用什么方法去研究?2.实验时怎样反映和比较电流产生的热量的多少?(提示:左右两透明密闭容器中装有等质量的空气)演示实验(一)研究电热与电阻大小关系的演示实验1.应控制哪些因素相同?2.两电阻为什么要串联?电路接通,进行实验,观察U形管中液柱的上升情况。分析实验现象可以得到什么结论?根据实验现象,得出结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。(二)研究电热与电流大小的关系演示实验1.应控制哪些因素相同?2.为什么要在右瓶外侧再并联一个电阻?电路接通,进行实验,观察U形管中液柱的上升情况。(三)分析论证,得出结论电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关,电流越大、电阻越大、通电时间越长,这个电阻产生的热量越多。二、焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,即焦耳定律。自学讨论:焦耳定律的有关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。(板书)如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则焦耳定律为Q=I2Rt。(板书)强调:电流对电热大小的影响更显著。[理论推导焦耳定律]当电流做的功全部转化为内能时,Q=W;由W=UIt,U=IR得Q=W=I2Rt。利用焦耳定律解决问题讨论:电炉丝通过导线接到电路中,导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红而导线并不很热?结合生活实际进行猜想讨论得出:1.控制变量法。2.通过U形管两侧液面高度差反映产生热量的多少思考后交流讨论回答了解焦耳定律的内容,记住公式和单位学生计算,讨论、补充订正培养学生合理猜想,并分析猜想的合理性。学会排除不合理的猜想。培养学生利用控制变量的方法来设计实验。培养学生利用转换法把不易观察的量转换为容易观察的现象。培养学生分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。培养学生应用知识解决问题的能力、合作学习和交流的能力。三、电热的利用和防止1.电热的利用电热器的优点:清洁卫生,没有环境污染,热效率高,还可以方便地控制和调节温度。2.电热