《探究焦耳定律》教學(xué)設(shè)計

1、15.4探究焦耳定律教學(xué)設(shè)計(第1課時)【教材分析】焦耳定律是九年級物理第十五章第四節(jié)的內(nèi)容，是本章的重點，是初中物理學(xué)習(xí)的重要任務(wù)之一，是能量守恒定律在電能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)。教材在電功、電功率之后安排焦耳定律，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，本節(jié)由“電流的熱效應(yīng)、焦耳定律和電熱的利用與防止”三部分組成，研究電熱與電阻、電流、通電時間的定性關(guān)系，焦耳定律的理解及應(yīng)用既是教學(xué)重點又是教學(xué)難點。教學(xué)中，做好實驗及分析實驗現(xiàn)象是關(guān)鍵。同時，考慮到教學(xué)過程中實驗時的不確定因素導(dǎo)致難于掌控時間和教學(xué)內(nèi)容太多，我把本節(jié)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計為2課時，第1課時內(nèi)容：電流的熱效應(yīng)和焦耳定律。本節(jié)課的設(shè)計體現(xiàn)從生活走向物理，

2、從物理走向社會的基本理念，注重科學(xué)的探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。【學(xué)情分析】通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對科學(xué)探究的過程已經(jīng)有了初步的認(rèn)識，本節(jié)課可以讓學(xué)生結(jié)合實際進行本節(jié)的探究?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1知識與技能（1）知道在電流相同的條件下，相同時間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比。（2）知道在導(dǎo)體電阻一定的條件下，相同時間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量跟通過導(dǎo)體的電流有關(guān)系。2過程與方法（1）通過實驗，探究電流的熱效應(yīng)與電阻、電流的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和分析、概括能力。（2）通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決簡單問題的能力。3情感態(tài)度和價值觀（1）通過電熱的利用和防止知識的學(xué)習(xí)，認(rèn)識

3、到科學(xué)是有用的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、熱愛科學(xué)的興趣。（2）在學(xué)習(xí)的過程中，滲透辯證唯物主義的思想?！窘虒W(xué)重難點】重點：通過實驗研究電熱與電流、電阻和通電時間的關(guān)系，并確定研究方法及實驗操作中各個環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問題。難點：對焦耳定律的理解及焦耳定律在實際生活中的應(yīng)用。通過實驗，探究電流熱效應(yīng)跟電阻、電流的關(guān)系?！窘虒W(xué)方法】實驗探究法、實驗法、觀察法、討論法。【教學(xué)資源準(zhǔn)備】多媒體課件、焦耳定律演示器、電流表、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線、滑動變阻器等?！驹O(shè)計理念】 結(jié)合教學(xué)實際，對本節(jié)內(nèi)容進行更為合理的重組，以電熱知識和相關(guān)技能為載體，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)習(xí)探究的積極性；讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)

4、探究方法，培養(yǎng)科學(xué)探究精神、創(chuàng)新意識和實踐能力、及團隊合作精神。教學(xué)過程中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，雙向互動為原則，注重學(xué)生能力培養(yǎng)，提高教學(xué)效益。【教學(xué)過程】教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入新課合作學(xué)習(xí)生活中的小故事：小東乘著媽媽外出時不做作業(yè)而偷偷看電視，媽媽回來前才關(guān)掉電視假裝做作業(yè)。然而這些被聰明的媽媽發(fā)現(xiàn)了，你們知道媽媽是怎樣知道小東在家偷看電視的嗎？生活中，還有哪些用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生？舉例說明一、 電流的熱效應(yīng)投影：電烤箱、電熨斗電飯鍋、電爐絲、電烙鐵、電熱水器這些用電器工作時有什么共同特點？歸納并板書：一、電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電

5、流的熱效應(yīng)。思考：導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線幾乎不熱？說明什么？提出問題：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？【研究】電熱大小的影響因素1.猜想：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與_有關(guān)。你能結(jié)合實例說出這三個因素對電熱的影響嗎？2設(shè)計實驗展示實驗裝置：討論回答交流說出常見用電器工作有熱產(chǎn)生的實例?？偨Y(jié)：這些用電器工作時都是把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。（得出電流的熱效應(yīng)的概念）提出問題結(jié)合生活實際進行猜想:電流、電壓、電阻、通電時間舉例證明猜想的合理性。創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。聯(lián)系實際，引入新課。培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)問題的能力。由生活現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生合理猜

6、想，并分析猜想的合理性。學(xué)會排除不合理猜想。主題合作學(xué)習(xí)討論：1.當(dāng)大家猜想電熱與多個因素有關(guān)，實驗研究時應(yīng)用什么方法去研究？2.實驗時怎樣來反映和比較電流產(chǎn)生的熱量的多少？（提示：左右兩透明密閉容器中裝有等質(zhì)量的空氣）演示實驗（一）研究電熱與電阻大小的關(guān)系展示實驗裝置1：觀察本實驗裝置，討論：1應(yīng)控制哪幾因素相同？2兩電阻為什么要串聯(lián)？電路接通，進行實驗，觀察U形管中液柱的上升情況。分析實驗現(xiàn)象可以得到什么結(jié)論？演示實驗：研究電熱與電流大小的關(guān)系展示裝置2：觀察本實驗裝置，討論：1應(yīng)控制哪幾因素相同？2右邊電阻上為什么要再并聯(lián)一個電阻？電路接通，進行實驗，觀察U形管中液柱的上升情況。分析實驗

7、現(xiàn)象，可以得到什么結(jié)論？對于某一個電阻，在電流和電阻相同的情況下，通電時間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。這個結(jié)論可以通過剛才的實驗中看出來，某一個電阻通電時間越長，液柱上升越高，說明放出熱量越多。3、分析論證，得出結(jié)論對以上兩個實驗進行總結(jié)：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。學(xué)生討論得出：1.控制變量法2.通過空氣受熱膨脹程度，觀察產(chǎn)生熱量的多少;實驗中，通過觀察兩個U形管中染色水柱液面高度的變化來判斷產(chǎn)生熱量的多少。觀察裝置討論得出：1實驗時要控制電路中的電流和通電時間相同，改變電阻。2電阻串聯(lián)，可以使流過兩個電阻的電流和通電時間相同。觀察記錄現(xiàn)象根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論：

8、在電流和通電時間相同時，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。學(xué)生觀察實驗裝置討論得出：1實驗時要控制電阻和通電時間相等，改變電流。2使右邊容器中的電阻絲中的電流與左邊容器中的電阻絲不等（左邊電流大于右邊電流）。觀察記錄現(xiàn)象根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：在電阻和通電時間相同時，電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。總結(jié)以上兩個實驗：電流通過電阻產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻和通電時間都有關(guān)，電流越大、電阻越大、通電時間越長，這個電阻產(chǎn)生熱量越多。培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量的方法來設(shè)計實驗。培養(yǎng)學(xué)生利用轉(zhuǎn)換法把不易觀察的量轉(zhuǎn)換為易觀察的現(xiàn)象。通過分析實驗裝置的合理性來培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計實驗的能力。會根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論，利用

9、控制變量法準(zhǔn)確的描述結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生分析實驗、總結(jié)實驗、描述實驗結(jié)論的能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合分析歸納的能力。二、焦耳定律介紹科學(xué)家焦耳：英國科學(xué)家做了大量實驗于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律?！咀詫W(xué)討論】焦耳定律的有關(guān)內(nèi)容電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟電阻成正比，跟通電時間成正。（板書）如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時間用t表示，則焦耳定律為 Q=I2Rt。（板書）強調(diào)：電流對電熱大小的影響更顯著。理論推導(dǎo)焦耳定律當(dāng)電流做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時：Q=W由于W=UIt，U=IR得Q=W=I2Rt （板書）【電功與電熱的關(guān)系】請比較電爐與電風(fēng)扇的的工作特點（課件出示）電功與電熱的聯(lián)系與區(qū)別1純電阻電路中Q=W2非純電阻電路中QR乙。 閉合開關(guān)后，通過兩段金屬絲中的電流是 。一段時間后，可觀察到甲瓶中溫度計的示數(shù)（填“大于”、“小于”或“等于”）乙瓶中的溫度計的示數(shù)。由上述實驗可知，在電流和通電時間都相同時，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量 。4、在家庭電路中，導(dǎo)線相互連接的位置往