焦耳定律教學(xué)設(shè)計(jì)定稿

《焦耳定律》教學(xué)設(shè)計(jì)版本人教版物理年級九年級全一冊課題18.4焦耳定律授課人黃麗教材及學(xué)情分析本節(jié)課選自人教版初中物理全一冊九年級第十八章第四節(jié)焦耳定律，焦耳定律是能量守恒定律在電能和內(nèi)能轉(zhuǎn)換中的體現(xiàn)，它是電學(xué)知識體系中的重要組成部分。通過學(xué)習(xí)焦耳定律，有助于解決實(shí)際生活中有關(guān)電熱的問題，把理論與實(shí)際聯(lián)系起來去探索電學(xué)的問題。九年級的學(xué)生對科學(xué)探究的各個要素已經(jīng)了解，已經(jīng)具備了初步的探究能力和小組合作學(xué)習(xí)的意識。學(xué)生對生活中的電熱的應(yīng)用很熟悉，但卻沒有深入認(rèn)識。本節(jié)課探究重點(diǎn)放在對電熱的影響因素的探究環(huán)節(jié)上，注重滲透物理實(shí)驗(yàn)探究方法、注重學(xué)生對抽象實(shí)驗(yàn)的親身體驗(yàn)上。設(shè)計(jì)理念本設(shè)計(jì)從鋼絲球通電點(diǎn)燃火柴引出課題，再從生活中用電器工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化和發(fā)熱現(xiàn)象，引出電流的熱效應(yīng)。接著通過鋼絲球和銅線串聯(lián)接在電路中產(chǎn)生電熱不同引出探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)，然后給出焦耳定律的完整內(nèi)容，并用焦耳定律解釋前面為什么通電鋼絲球點(diǎn)燃了火柴而和它相連的銅導(dǎo)線卻不可以，體現(xiàn)學(xué)以致用的思想。最后，通過電熱的利用和防止的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生一分為二、辯證地看待問題的思想。這樣安排，符合從感性到理性認(rèn)識的規(guī)律，學(xué)生比較容易接受，能降低知識的理解難度。另一方面，教材緊密聯(lián)系實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)研究掌握焦耳定律，并將知識應(yīng)用于生活中，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及分析、解決問題的能力。本課運(yùn)用了大量的教師發(fā)問來引導(dǎo)課堂的推進(jìn)，每一個重要環(huán)節(jié)的過度都通過教師精心設(shè)計(jì)的問題來引導(dǎo)和啟發(fā)。教學(xué)目標(biāo)1.能通過生活實(shí)例認(rèn)識電流的熱效應(yīng)。2.能在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上得出電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。3.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位，并會用焦耳定律進(jìn)行簡單計(jì)算及應(yīng)用。4.通過學(xué)習(xí)電熱的利用和防止，學(xué)會辯證的看待問題。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究電熱與電阻、電流、通電時(shí)間的定性關(guān)系。難點(diǎn)：焦耳定律的理解及應(yīng)用。教學(xué)準(zhǔn)備電池、導(dǎo)線、開關(guān)、火柴、鋼絲球、電阻、焦耳定律演示儀、多媒體課件。教法、學(xué)法實(shí)驗(yàn)探究法、分組討論法、演示實(shí)驗(yàn)法、問題驅(qū)動法、歸納法、講授法教學(xué)課時(shí)1課時(shí)主要教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課

【教師演示】：用鋼絲球點(diǎn)火柴實(shí)驗(yàn)提出問題：火柴是怎樣被點(diǎn)燃的呢？學(xué)生觀看教師的小實(shí)驗(yàn)學(xué)生思考回答創(chuàng)設(shè)課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，從而引出課題新課教學(xué)

一、電流的熱效應(yīng)

【投影】電水壺、電飯煲、電烤箱

同學(xué)們，生活中我們利用電水壺電飯煲電烤箱來加熱，那他們工作時(shí)的能量如何轉(zhuǎn)化？【再次投影】：電風(fēng)扇、電視機(jī)

提問：他們工作時(shí)的能量如何轉(zhuǎn)化？以及在這個過程中有熱量產(chǎn)生嗎？你是如何判斷的？【由此得出】：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)?！踞屢伞空n前的火柴就是被電流通過鋼絲產(chǎn)生的熱量點(diǎn)燃的。二、實(shí)驗(yàn)探究電熱與哪些因素有關(guān)

【教師演示】將去掉絕緣層的導(dǎo)線和一段鋼絲球分別纏繞在火柴頭上通電。請學(xué)生就觀察到的現(xiàn)象提出問題

1.提出問題：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量（簡稱電熱）的多少與什么因素有關(guān)？學(xué)生回答：電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能學(xué)生回答：電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、光能……

學(xué)生自己通過生活經(jīng)驗(yàn)說明有熱量產(chǎn)生，比如電視機(jī)發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能學(xué)生提問：為什么鋼絲球被點(diǎn)燃了而和它相連的銅導(dǎo)線卻沒有？過度：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)?由生活現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，發(fā)現(xiàn)問題的能力，以及把物理知識聯(lián)系于生活的能力。培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象提出問題的能力2.猜想

請結(jié)合教師演示實(shí)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理猜想。3.設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

提問：探究電熱與多個因素有關(guān)時(shí)，應(yīng)用采用什么方法？探究活動一：電熱與電阻的關(guān)系

在這里提供2個阻值不同的電阻，請同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上完成設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)電路圖部分。（用投影展示學(xué)生完成情況）

教師根據(jù)學(xué)生作品展示最終電路圖：引出問題：電熱的多少該如何測量？用什么方法？再次提問:怎么轉(zhuǎn)換？教師在此基礎(chǔ)上給出教材的裝置：【視頻播放】教師播放演示實(shí)驗(yàn)微課視頻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)猜想與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)。學(xué)生答：控制變量學(xué)生完成任務(wù)單上的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)電路圖

學(xué)生講解自己的設(shè)計(jì)思想以及他所設(shè)計(jì)的電路圖學(xué)生答：轉(zhuǎn)換法學(xué)生答：測溫度變化。學(xué)生觀看視頻微課學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖連接實(shí)物圖，進(jìn)行小組合作探究。培養(yǎng)學(xué)生合理猜想的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量的方法來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)電路圖的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用轉(zhuǎn)換法把不易觀察的量轉(zhuǎn)換為容易觀察的現(xiàn)象。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手的能力，連接電路圖的能力，以及小組合作的能力。教師用投影展示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果

教師把實(shí)驗(yàn)結(jié)論粘貼在黑板上：

（1）在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。探究活動二：電熱與電流的關(guān)系

在這里提供2個阻值相同的電阻，請同學(xué)們適當(dāng)添加電學(xué)器材并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上完成設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)電路圖部分。（用投影展示學(xué)生完成情況）

教師根據(jù)學(xué)生情況展示一種電路圖：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論教師用投影展示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果

教師把實(shí)驗(yàn)結(jié)論粘貼在黑板上：

（2）在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。4.分析論證，歸納總結(jié)

教師在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生得出電熱與通電時(shí)間的關(guān)系。教師把實(shí)驗(yàn)結(jié)論粘貼在黑板上：

（3）在電流和電阻相同的情況下，通電的時(shí)間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。學(xué)生匯報(bào)自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生完成任務(wù)單上探究活動二的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)電路圖學(xué)生講解自己的設(shè)計(jì)思想以及他所設(shè)計(jì)的電路圖學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖連接實(shí)物圖，進(jìn)行小組合作探究學(xué)生匯報(bào)自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)，根據(jù)U形管液面高度差越來越大得出電熱與通電時(shí)間的關(guān)系：（3）在電流和電阻相同的情況下，通電的時(shí)間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量的方法來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)電路圖的能力。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手的能力，連接電路圖的能力，以及小組合作的能力。培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。5.交流評估...由于實(shí)驗(yàn)裝置氣密性不好以及熱損失的影響，實(shí)驗(yàn)沒有找到電熱與電流、電阻以及通電時(shí)間的具體關(guān)系。以此引出焦耳實(shí)驗(yàn)。三、焦耳定律

詹姆斯?普雷斯科特?焦耳

（JamesPrescottJoule，1818—1889）英國物理學(xué)家。用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究功和熱的關(guān)系，根據(jù)所測電流通過電阻放出的熱量，提出焦耳定律。焦耳的研究為能量守恒定律的建立奠定了基礎(chǔ)。教師簡單介紹焦耳當(dāng)初的實(shí)驗(yàn)裝置，以此引出焦耳定律。1.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，跟通電的時(shí)間成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律（Joule’slaw）

2.表達(dá)式：3.國際單位：Q表示電熱，單位焦耳（J）； I表示電流，單位安培（A）； R表示電阻，單位歐姆（?）； t表示通電時(shí)間，單位秒（S）；【課堂練一練】

一段6Ω的鋼絲球細(xì)絲接在6V的電源兩端，求在5s內(nèi)它一共產(chǎn)生多少熱量?感受焦耳對科學(xué)探究的執(zhí)著精神，以及任何科學(xué)結(jié)論的得出都要付出辛苦的努力

焦耳在當(dāng)初那個條件遠(yuǎn)比不上今天的環(huán)境下是如何利用實(shí)驗(yàn)找到電熱與電流、電阻以及通電時(shí)間的具體關(guān)系的。學(xué)習(xí)焦耳定律的內(nèi)容，記住公式和單位。學(xué)生計(jì)算??=??

??=6??

6??=1????=??2Rt

=(1??)2×6??×5??=30??讓學(xué)生了解科學(xué)探究的艱辛，以及對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的堅(jiān)持，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)家的崇高敬意。培養(yǎng)學(xué)生利用焦耳定律進(jìn)行簡單計(jì)算的能力，以及應(yīng)用知識解決問題的能力、合作學(xué)習(xí)和交流學(xué)習(xí)的能力。結(jié)合焦耳定律思考：為什么鋼絲點(diǎn)燃了火柴而和它相連的銅導(dǎo)線卻沒有？四、電熱的利用和防止

教師再次投影課前展示的用電器引導(dǎo)學(xué)生提出電熱的利用和防止?！疽曨l播放】電熱的危害小視頻學(xué)生交流討論:在電流和通電時(shí)間一樣的情況下，鋼絲球電阻比銅導(dǎo)線電阻大，產(chǎn)生的熱量多，所以鋼絲球點(diǎn)燃了火柴而銅導(dǎo)線沒有。觀察現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例,討論、學(xué)習(xí)、交流首尾呼應(yīng)，使學(xué)生學(xué)會知識遷移，認(rèn)識生活中的應(yīng)用。讓學(xué)生學(xué)會辯證的看待問題，以及增強(qiáng)用電安全的意識。課堂小結(jié)

請根據(jù)本節(jié)課的表現(xiàn)以及學(xué)習(xí)目標(biāo)為自己評分學(xué)生為自己評分總結(jié)本節(jié)課的收獲課后任務(wù)

1．完成任務(wù)單上課后練習(xí)。2．利用網(wǎng)絡(luò)資源了解電熱危害及防控。（選做）3.拍一個與電熱有關(guān)的小視頻或小實(shí)驗(yàn)。（選做）板書

設(shè)計(jì) 18.4焦耳定律電流的熱效應(yīng)（電能內(nèi)能）探究猜想I2Rt電熱QQ=IRt利