焦耳定律教學(xué)設計

時(shí)間：2024-03-20 10:47:05

焦耳定律教學(xué)設計模板

焦耳定律教學(xué)設計模板

焦耳定律教學(xué)設計模板

　　焦耳定律教學(xué)設計

　　（一）教學(xué)目標：

　　第十八章第四節焦耳定律盧龍鎮中學(xué) 梁愛(ài)東

　　1、知識和技能目標：知道電流的熱效應，理解焦耳定律的內容、公式及其運用，知道電熱器的原理及構造。

　　2、過(guò)程與方法目標：要求學(xué)生能從感知事物→提出問(wèn)題→自己設計→動(dòng)手動(dòng)腦探究科學(xué)規律中體會(huì )科學(xué)研究的方法，學(xué)會(huì )科學(xué)探究、知識遷移的方法，培養學(xué)生的科學(xué)研究的能力。

　　3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標：激發(fā)和培養學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng )新的思想和精神，培養學(xué)生的辯證唯物主義精神，滲透實(shí)事求是和科學(xué)獻身教育，激勵學(xué)生努力學(xué)習。

　　（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

　　如何引導學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究；如何使學(xué)生在科學(xué)探究中掌握科學(xué)研究的方法，培養科學(xué)研究的能力。

　　（三）教法與學(xué)法

　　將學(xué)生分組，以小組為單位進(jìn)行教師引導下的科學(xué)探究，加強組內同學(xué)間的合作、討論和交流，加強師生間相互反饋，以問(wèn)題和小組交流貫穿教學(xué)的始終，不斷提出新問(wèn)題，不斷解決新問(wèn)題。

　　（四）教具

　　學(xué)生電源、焦耳定律演示器、電流表、導線(xiàn)、多媒體課件及教學(xué)平臺。

　　教學(xué)過(guò)程：

　　一、導入新課

　　出示電腦、電視、電烙鐵、電飯鍋，充電器圖片

　　提出問(wèn)題：這些電器工作時(shí)能量是怎樣轉化的？

　　小組討論確定答案。

　　生回答：電腦、電視把電能轉化為光能、聲能和內能；電烙鐵、電飯鍋把電能轉化為內能；充電器把電能轉化為化學(xué)能和內能。

　　提出問(wèn)題：這些電器在工作時(shí)有什么共同特點(diǎn)？

　　小組討論回答：都有內能產(chǎn)生。

　　師：用電器消耗電能就是把電能轉化為其他形式能的過(guò)程。只要電流通過(guò)導體，就有一部分電能或全部電能轉化為內能。電能轉化為內能的現象就叫做電流的熱效應。焦耳定律就是研究電流通過(guò)導體時(shí)的熱效應。今天我們就來(lái)學(xué)習第四節焦耳定律。（板書(shū)：第四節焦耳定律）

　　二、進(jìn)行新課

　　（一）探究影響電流通過(guò)導體產(chǎn)生熱量的因素。

　　1、提出探究問(wèn)題

　　出示小太陽(yáng)，通電。

　　找兩個(gè)同學(xué)到前面來(lái)感受電熱絲產(chǎn)生的熱量，再用手摸摸連接電熱絲的導線(xiàn)。說(shuō)出感受。（電熱絲很熱，連接電熱絲的導線(xiàn)不怎么熱）

　　問(wèn)：你針對這種現象你能不能提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題。

　　小組討論作答。

　　引導學(xué)生答出：電流通過(guò)導體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?

　　【說(shuō)明】創(chuàng )設問(wèn)題情景，讓學(xué)生直觀(guān)感知，提出問(wèn)題，建立問(wèn)題期待，能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習的動(dòng)機。

　　2、猜想。

　　師問(wèn)：你覺(jué)得電流通過(guò)導體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)？

　　小組討論作答。（可能答出電流，電壓，電阻，通電時(shí)間。）

　　師引導分析：電壓使電路中形成電流，電壓越大，電流越大，所以電壓和電流可以合并為一個(gè)因素—電流。電阻是導體本身具有的，大小不同，可能影響產(chǎn)生熱量的多少。根據生活經(jīng)驗通電時(shí)間越長(cháng)，產(chǎn)生熱量可能越多。并板書(shū)。）

　　3、設計實(shí)驗方案

　　師提出：你們的猜想對不對呢？需要用實(shí)驗來(lái)檢驗。

　　下面我們就來(lái)學(xué)習如何設計實(shí)驗方案。你們說(shuō)說(shuō)要探究電流通過(guò)導體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)，首先需要什么電路元件？（強調電流、導體）

　　引導學(xué)生畫(huà)出電源、開(kāi)關(guān)、定值電阻、導線(xiàn)組成的基本電路。師再問(wèn)：做這個(gè)實(shí)驗首先需要解決什么問(wèn)題？（引導學(xué)生說(shuō)出熱量的多少如何用實(shí)驗展示出來(lái)）

　　師追問(wèn)：大家想想在前面的學(xué)習中有沒(méi)有可以體現熱量多少的辦法？

　　學(xué)生討論并發(fā)言：用溫度計測溫度高低比較熱量，根據熱脹冷縮比較液柱升高的刻度比較熱量。（當然還可能有其他方法。）

　　師出示溫度計讓學(xué)生具體說(shuō)明比較方法。（有可能學(xué)生會(huì )說(shuō)用溫度計直接測定值電阻的溫度，師引導說(shuō)明效果不好。引導學(xué)生說(shuō)出可以把電阻相同的容器用帶用孔的膠塞密封，在孔中插入溫度計，或者放入裝有質(zhì)量相等的液體的相同的容器中。比如水或油。讓學(xué)生討論說(shuō)明是用水好還是油好，從是否導電，比熱容大小分析）

　　師出示將電阻放入裝油的燒瓶中，燒瓶膠塞孔中插有溫度計圖片。

　　再出示燒瓶膠塞孔中插有帶刻度的玻璃管的圖片。

　　師提出問(wèn)題：在這里采用了什么研究問(wèn)題的方法？

　　學(xué)生討論做答：轉換法。

　　師再問(wèn)：你還要解決什么問(wèn)題？

　　學(xué)生討論并回答。（引導學(xué)生說(shuō)出如何用實(shí)驗來(lái)驗證熱量與電流、電阻、時(shí)間的關(guān)系。）師問(wèn)：采用什么研究問(wèn)題的方法？

　　學(xué)生回答：控制變量法

　　師問(wèn)：如何運用控制變量法呢來(lái)研究熱量與電流、電阻、時(shí)間三個(gè)量的關(guān)系

　　小組討論形成方案作答。

　　（學(xué)生能夠說(shuō)出研究熱量與電阻的關(guān)系，要保持電流和時(shí)間相同，選用兩個(gè)不同的電阻串聯(lián)；研究熱量與電流的關(guān)系，要保持電阻和時(shí)間相同，使通過(guò)兩個(gè)電阻的電流不同；研究熱量與時(shí)間的關(guān)系，可以選擇任意一個(gè)電阻，不斷通電，觀(guān)察溫度是否隨通電時(shí)間不斷升高。同時(shí)引導學(xué)生分別畫(huà)出電路圖，并用展臺展示。研究熱量與電流的關(guān)系，引導學(xué)生設計出兩種方法：一種是串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的，一種是并聯(lián)的。如果并聯(lián)的學(xué)生沒(méi)想到，可以放在后面說(shuō)）

　　師說(shuō)明：綜合大家的意見(jiàn)，我們要做三次實(shí)驗，花的時(shí)間太長(cháng)。為了節省實(shí)驗時(shí)間，能否將上述電路圖合并呢？看哪個(gè)小組最先設計好實(shí)驗電路。

　　（學(xué)生小組討論，畫(huà)出初步的實(shí)驗電路圖，不一定每個(gè)小組都對，教師用展臺展示某組設計的實(shí)驗電路圖，并請該組代表講述設計思路）

　　師展示實(shí)物連接圖片。

　　4、進(jìn)行實(shí)驗，分析實(shí)驗數據，得出結論。

　　師出示演示實(shí)驗器材：焦耳定律演示器，說(shuō)明和書(shū)上的實(shí)驗器材相似。

　　⑴生自學(xué)99頁(yè)演示部分。

　　小組討論：①此裝置原理。②圖18.4-2研究的是電熱跟什么因素的關(guān)系？③我們所用器材跟課本不同之處：左邊密封著(zhù)兩個(gè)5Ω電阻，兩個(gè)電阻不相連，各有兩個(gè)接線(xiàn)柱。右邊密封著(zhù)一個(gè)5Ω電阻，有兩個(gè)接線(xiàn)柱。如何用這個(gè)器材探究圖18.4-2的問(wèn)題？怎樣連接？

　　請一組同學(xué)在白板上連接，另一組進(jìn)行實(shí)物連接。

　　生閉合開(kāi)關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗（提醒學(xué)生注意觀(guān)察液柱升高的高度），觀(guān)察現象，得出結論： I、t相同，R越大，Q越大

　　⑵生自學(xué)100頁(yè)演示部分。

　　小組討論：①圖18.4-2研究的是電熱跟什么因素的關(guān)系？②畫(huà)出實(shí)驗電路圖。

　　師生共同完成實(shí)驗，得出結論：R、t相同， I越大，Q越大）

　　④研究熱量與時(shí)間的關(guān)系，直接得出I、 R相同，t越大，Q越大

　　師：通過(guò)實(shí)驗探究，驗證了我們的猜想是正確的。電流通過(guò)導體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)。

　　（三）焦耳定律：

　　1、焦耳定律的內容、公式

　　師：大家想這樣一個(gè)問(wèn)題：用電孵化器孵小雞，電孵化器在一定時(shí)間放出的熱量要有嚴格的限制，這就需要定量計算。電熱和電流、電阻、時(shí)間有什么樣的定量關(guān)系呢？英國的物理學(xué)家焦耳在實(shí)驗條件非常簡(jiǎn)陋的情況下，重復試驗幾千次，得出了偉大的焦耳定律，闡明了電熱和電流、電阻、時(shí)間的定量關(guān)系，為人類(lèi)作出巨大貢獻。

　　看書(shū)第100頁(yè)，找到焦耳定律。自己讀兩遍。

　　（板書(shū)：（三）焦耳定律：電流通過(guò)導體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。

　　公式：Q = I2Rt 適用于任何電路）

　　單位：必須用主單位

　　2、電熱與電功的關(guān)系

　　師：回憶電功的計算公式

　　學(xué)生回答并板書(shū)。

　　師：大家結合電褥子和電風(fēng)扇這兩個(gè)不同的電器思考電熱與電功有怎樣的關(guān)系？

　　小組討論得出：電褥子電熱=電功電風(fēng)扇電熱﹤電功

　　師歸納：電流通過(guò)導體時(shí)，如果電能全部轉化為內能，而沒(méi)有同時(shí)轉化為其他形式的能量，電熱=電功。

　　3、知識反饋

　　請你解決問(wèn)題：電爐絲通過(guò)導線(xiàn)連接在電路中，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而連接電爐絲的導線(xiàn)卻不怎么熱？