焦耳定律名師

1、第十八章   電功率18.4 焦耳定律教學(xué)設(shè)計單位青海省西寧市虎臺中學(xué)姓名李振起課時1課時 核心素養(yǎng)通過推導(dǎo)電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力； 體會物理科學(xué)探究的過程和方法，培養(yǎng)合作意識和創(chuàng)新能力。教材分析 焦耳定律是電學(xué)兩大定律之一，在整個初、高中物理學(xué)習(xí)中都有著很重要的承上啟下作用，它是能量守恒定律在電熱轉(zhuǎn)換中的具體體現(xiàn)，是對電能、電功率的應(yīng)用總結(jié)和進一步延伸，也為后面章節(jié)認識安全用電打下了理論基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，也符合學(xué)生的認知規(guī)律。電熱很貼近生活，與生活息息相關(guān)，學(xué)好本節(jié)課的內(nèi)容可以解決

2、生活中遇到的許多實際問題，這也充分體現(xiàn)了物理學(xué)科“從生活走向物理，從物理走向社會”的學(xué)科教育理念。學(xué)情分析 心理方面，九年級學(xué)生思維活躍，求知欲強，對物理實驗較感興趣，但遇到問題仍然不知從何下手，缺乏理性思維能力和實驗設(shè)計能力，分析能力也有待提高，尤其面臨中考升學(xué)壓力很大，身心疲憊。   知識能力方面，通過前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已學(xué)習(xí)了歐姆定律，電能、電功率等相關(guān)知識，同時也具備了一定的實驗操作能力，可以進行科學(xué)探究，這些都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)。教學(xué)目標1能通過實例，認識電流的熱效應(yīng)。 2能在實驗的基礎(chǔ)上得出電熱的多少與電流、電阻和通電時間有關(guān)，知道焦耳定律。&

3、#160;3會用焦耳定律進行計算，會利用焦耳定律解釋生活中的電熱利用與防治。 學(xué)法指導(dǎo)歸納法、實驗探究法、講授法教學(xué)重難點多媒體課件、學(xué)生電源、火柴、電阻、電路演示板等。教學(xué)過程設(shè)計教師活動學(xué)生活動設(shè)計目的登陸優(yōu)教平臺，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)完成本節(jié)課的預(yù)習(xí)任務(wù)，反饋預(yù)習(xí)情況了解本節(jié)課內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)薄弱點，針對性聽課創(chuàng)設(shè)情境，引入新課 我們在電學(xué)方面已經(jīng)學(xué)習(xí)了電壓、電流、電阻、電功、電功率等相關(guān)物理知識，今天我們展開更深入的學(xué)習(xí)，我們先來一起做一個實驗，請同學(xué)們仔細觀察實驗。（活動1）實驗 你看到了什么現(xiàn)象？    火柴點燃說明了什么問題

4、？   一支點燃，一直未點燃，說明能說明什么？     我們能提出什么探究問題？  這就是今天我們要學(xué)習(xí)的焦耳定律內(nèi)容。學(xué)生觀察實驗并觀察實驗現(xiàn)象。   實驗具有一定的危險性，請同學(xué)們不要模仿。  1.火柴點燃 2.一支點燃，一直未點燃  電阻溫度很高，很熱，電流具有熱效應(yīng)。 一支點燃，一直未點燃說明，產(chǎn)熱的多少是不同的！ 產(chǎn)熱的多少跟什么因素有關(guān)？創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。 &

5、#160; 通過一系列的追問，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂參與度，同時讓學(xué)生盡快融入課堂教學(xué)。         通過小實驗觀察到的現(xiàn)象，讓學(xué)生自主提出探究問題。新課教學(xué) 一、電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體時,電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 板書：18.4焦耳定律 1.電流流過導(dǎo)體，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 2.探究電熱跟什么因素有關(guān)？理論上理解電流的熱效應(yīng)。  記錄學(xué)習(xí)筆記。  提出探究問題培

6、養(yǎng)學(xué)生總結(jié)能力（得出電流的熱效應(yīng)）。 讓學(xué)生更深入的理解物理概念 由生活現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力。二、探究電熱與什么因素有關(guān) 1.提出問題 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?  2.猜想與假設(shè) 剛才我們提出了探究問題，請同學(xué)們分組討論，大膽猜想與假設(shè)電熱可能跟什么因素有關(guān)？ 提示：電壓是形成電流的原因，對于同一段導(dǎo)體，電壓越大，電流越大。  （優(yōu)教提示：請打開素材“演示視頻：焦耳定律（二）”）3.設(shè)計實驗 電熱可能跟這些因素有關(guān)，如何設(shè)計實驗探究Q與R關(guān)系？

7、0;板書：（1）探究Q與R關(guān)系？  請同學(xué)們分組設(shè)計并交流實驗電路圖。  為什么要這樣設(shè)計電路？這是什么探究方法？電熱的多少怎么比較？這叫什么方法？  由于路途遙遠，我沒有帶易碎的U形管，但我?guī)Я艘恍╇妼W(xué)元件和測溫槍，要探究Q與R關(guān)系，我們該怎么做？ 教師展示測溫儀，并使用測溫儀測學(xué)生的額頭溫度。初溫可能不同，怎么辦？      同學(xué)們的思路非常好，老師很贊賞你們。  下面我們一起按照我們的思路進行實驗，請兩位同學(xué)幫我完成實驗。 這是老

8、師已經(jīng)連接好的電路，教師與學(xué)生一起演示實驗，讀數(shù)并由學(xué)生填寫實驗數(shù)據(jù)：板書：在I,t一定時， R越大，Q越大。我們已經(jīng)探究出電熱與R關(guān)系，接下來該探究Q與I關(guān)系。 板書：（2）如何探究Q與I關(guān)系? 又該如何設(shè)計實驗電路？剛才的電路還能用么？  教師帶領(lǐng)學(xué)生重新設(shè)計實驗電路圖。為了避免剛才電阻發(fā)熱對實驗的影響，我們換成新的電阻，學(xué)生與教師一起演示實驗，學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)。板書：在R,t一定時， I越大，Q越大。 根據(jù)以上的實驗數(shù)據(jù)，電熱與通電時間的關(guān)系還需要探究么？ 板書：在I， R一定時， t越長

9、，Q越大。 分析論證 結(jié)論1:當_和_相同時，_越大，電熱越多。 結(jié)論2:當_和_相同時，_越大，電熱越多。 結(jié)論3:當_和_相同時，_越長，電熱越多。  評估交流 請同學(xué)們結(jié)合實驗過程，對本實驗做出評價。 改進后的方案易于操作，可以快速、方便的得到電熱與I、R、t的關(guān)系，但是實驗中仍然存在許多需要改進的地方，例如本方案可以定性得到電熱與I、R、t的關(guān)系，但不能得到定量關(guān)系。學(xué)生思考。自主產(chǎn)生問題。   學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識與實驗情境，交流猜想:電流、電壓、電阻、通電時間等。 &

10、#160;學(xué)生討論，思考交流實驗的設(shè)計電路。 串聯(lián)電流相同，通電時間也相同，電阻不同。 控制變量法。  學(xué)生分組討論交流實驗中比較電熱的方案。學(xué)生回答：電阻發(fā)熱后，空氣受熱膨脹，兩個U形管中液面出現(xiàn)高度差，比較高度差反映電熱的多少。  轉(zhuǎn)換法。   學(xué)生立即明白，可以直接測量電阻的溫度。學(xué)生思考后回答：比較升到的溫度  學(xué)生參與課堂，參與實驗，得到實驗數(shù)據(jù)。      學(xué)生觀察實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：在電流和通電時間相同時，電阻越大

11、，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。學(xué)生可以立即回答，剛才的電路不可以，不能，應(yīng)該使用控制變量法。 應(yīng)控制R,t相同，I不同，要重新設(shè)計電路。  學(xué)生歸納實驗結(jié)論，教師板書。 結(jié)論：在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。   不需要！可以由以上實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論！   學(xué)生由以上實驗數(shù)據(jù)得出最終結(jié)論。    學(xué)生結(jié)合剛才的實驗過程，發(fā)表自己的見解。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對實驗進行評價，并將自己的心得與其他同學(xué)分享。培養(yǎng)提出問題的能力。 &#

12、160; 培養(yǎng)學(xué)生合理猜想，并分析猜想的合理性。學(xué)會排除不合理猜想。    培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法設(shè)計實驗的能力。    一系列的追問，讓學(xué)生真正參與到實驗的設(shè)計過程中。  引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗。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，再次理解轉(zhuǎn)換法。       利用現(xiàn)代技術(shù)手段，提高教學(xué)效率，減輕學(xué)習(xí)負擔(dān)，讓課堂氛圍更加活躍。  及時對學(xué)生的觀點給予高度評價，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。

13、  讓更多的學(xué)生參與課堂。 培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、分析實驗、總結(jié)實驗、描述實驗結(jié)論的能力。 會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，利用控制變量的方法準確的描述出結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力         培養(yǎng)學(xué)生對實驗綜合分析能力。      培養(yǎng)語言表達能力。讓學(xué)生通過已有數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論，培養(yǎng)語言組織能力。 三、焦耳定律 英國物理學(xué)家焦耳，用近40年的時間做了400多次實驗，研究了熱和功的關(guān)系。通過大量

14、的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。 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，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 公式：Q = I2Rt  單位：焦耳（J） 板書：3.焦耳定律：Q = I2Rt了解焦耳在電熱上的成就   學(xué)生了解焦耳定律的內(nèi)容，記住公式Q=I2Rt。 培養(yǎng)學(xué)生的人文精神、學(xué)習(xí)科學(xué)家的實事求是的精神。 培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力和歸納總結(jié)能力。四、電功與電熱關(guān)系 焦耳為我們?nèi)祟惖倪M步

15、做出了巨大的貢獻，焦耳的刻苦專研精神值得我們學(xué)習(xí)，其實通過前面已經(jīng)學(xué)過的知識，也可以得到焦耳定律，如果電流做的功全部轉(zhuǎn)換成熱，則   Q=W       W=UIt       U=IR      Q=W=I2Rt 電暖器，電飯鍋，電爐子等用電器可以將消耗的電能全部轉(zhuǎn)換成熱，這樣的電路我們稱為純電阻電路，Q=W。 如果電流做的功轉(zhuǎn)換成熱能還有其他形

16、式的能量，則 WQ     W=UIt     Q=I2Rt 這樣的電路我們稱為非純電阻電路，如：電風(fēng)扇，電動機等，QW。 板書：4. 電功與電熱關(guān)系 純電阻:W=Q= UIt =I2Rt 非純電阻:W>Q   W=UIt   Q=I2Rt 學(xué)生思考純電阻電路和非純電阻電路的區(qū)別，從理論上理解電功與電熱的關(guān)系。 1純電阻電路中W=Q

17、 2非純電阻電路中W>Q 加強知識間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)的能力，和邏輯思維能力。            培養(yǎng)利用物理知識解決實際問題能力。五、電熱的利用和防止 （優(yōu)教提示：請打開素材“演示視頻：電熱的利用和防范”）電熱在生活中有許多應(yīng)用，誰能聯(lián)系生活說出哪些用電器利用電熱為我們服務(wù)？ 板書：5.電熱的利用和防止 1電熱的利用電熱帶給我們便利的同時，也會給我們帶來不利，電熱會引起用電器元件的老化，縮短使用壽命，甚至?xí)?/p>

18、起火災(zāi)，危及生命，生活中我們采取了哪些措施，來防止電熱的危害？ 2電熱的防止學(xué)生列舉生活中常見電熱的實例利用電熱的有：電熨斗、取暖器、電飯鍋等。       防止電熱的有：電視機散熱孔、電腦主板風(fēng)扇、筆記本散熱孔、電動機外殼等利用分類的方法來，培養(yǎng)學(xué)生利用辯證的態(tài)度看待問題的能力課堂小結(jié) 通過今天對焦耳定律的學(xué)習(xí)，我們知道電流具有熱效應(yīng)，一起探究了電熱的影響因素，對純電阻和非純電阻電路做了比較，對電熱的知識有了全新的認識，希望同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)生活中，養(yǎng)成良好的安全用電習(xí)慣，不使用用電器時，隨手關(guān)閉電源，

19、既可以消除安全隱患，又可以節(jié)約電能。梳理知識內(nèi)容，學(xué)生回憶本節(jié)課的內(nèi)容，形成知識體系。歸納總結(jié)，讓學(xué)生系統(tǒng)的理解所學(xué)知識，同時滲透安全用電知識，培養(yǎng)學(xué)生良好的用電習(xí)慣。課堂練習(xí) 試一試  （優(yōu)教提示：打開優(yōu)教配套習(xí)題“名師訓(xùn)練-焦耳定律，使用互動答題卡，更快更便捷的掌握學(xué)生的情況）學(xué)生根據(jù)焦耳定律討論。 利用焦耳定律進行簡單計算，并在小組間交流計算結(jié)果。培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力、團隊精神和交往能力。 培養(yǎng)學(xué)生利用公式解決實際問題的能力，進一步熟悉公式。板書設(shè)計18.4焦耳定律 1.電流流過導(dǎo)體，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 2.探究電熱跟什么因素有關(guān)？           I,R,t （1）.探究Q與R關(guān)系？       （2）.探究Q與I關(guān)系？在I,t一定時， R越大，Q越大。   在R,t一定時，