资源描述
科学探究 电流的热效应
教学目标
（一）知识与技能
1．知道电流的热效应.
2．知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。
3．了解生产和生活中如何利用电流的热效应来为人类服务，了解电流热效应带来的危害及防止的措施。
4．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用。
（二）过程与方法
1、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。
2、通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。
3、注意对学生进行研究方法（控制变量法）的培养
（三）情感态度价值观
1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值；
2、通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。
3、使学生通过对英国物理学家焦耳的了解，受到其刻苦钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。（在探究实验的基础上引出焦耳定律，理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。）
教学重点
通过实验探究电流热效应跟电流和电阻大小的关系。
教学难点
组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论。
教材分析与
教法设想
本节课从一个简单的生活现象，通过多媒体视频和丰富的图片介绍电热在生活中的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新课标理念。
本节课设计成体现物理新课标理念的以学生为主体，亲自参与动手实验的探究课，探究的课题是影响电流热效应的因素，特别注意引导学生通过实验事实，归纳、概括出影响电流热效应的因素，使学生得到创造、探索的训练。
本节课体现了高效型课堂教学理念——优化的教学设计
本节课重视问题情境的创设和思维动机的激发，通过引导学生主体积极参与教学，主动的探究和建构知识。传统的教学常把这节课上成实验验证焦耳定律的规律课，忽视了课题的方法教育功能（实验方法、控制变量法）和学生思维能力、探究能力的培养。因而 我力图将本课题的教学转变成为师生共同参与的启发问题探究课，在实验中以实验为载体展开过程，以问题为线索将课堂教学组织起来，通过积极创设问题情境，力求使实验与思维有机结合，层层递进，使学生始终处于积极参与探究的状态之中，充分展现物理课教学的特点和魅力。
教学准备
学生用：长度横截面积相同的锰铜丝、镍铬丝（2个）、滑动变阻器、电流表、导线、开关、电源，火柴。
演示用：电炉、电熨斗、热得快等电热器、220V100W的灯泡一个、电脑课件。
教学环节
导学过程
学习过程
备注
创
设
情
境
演示：将220V100W的灯泡接入家庭电路中。
教师引导：同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成内能的例子。通过对电能的学习，大家已经了解电流通过导体时，导体会发热。
板书：电流的热效应
教师引导：同学们有没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？
教师引导：导线和灯炮中流过了相同的电流，灯泡发热而导线却几乎不发热，这是为什么？今天同学们就来一起探讨电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关呢？（同学之间相互讨论，大胆猜想）
教师引导：I、U、R、t、W、P等因素中，好多量之间，是有关联的，（如：P＝UI，W＝UIt，U＝IR等。
师出示探究方案（一）
l．探究对象：Q与R的关系；
2．主要实验器材及电路组成；
3．显示产生热量多少的方法。
探究Q与R的关系时，至少需要几个电阻？（两只）
两只电阻大小的关系怎样？（电阻大小不等）
探究时应保持什么量不变？（I、t）
怎样来保证通过电阻丝中的电流大小相等，通电时间相同？（串联在同一电路中）
实验电路中，除阻值不等的电阻丝R1、R2外，还应有哪些主要器材？（电源、开关、导线等）。
教师对学生的设计加以肯定、鼓励。
怎样来显示通电导体产生热量的多少？
①将两根电阻丝分别浸没在等质量的煤油中，通电后，用温度计测煤油温度的变化。
②将两根电阻丝分别浸没在装满煤油的、规格相同的烧瓶中，并插入细玻璃管，通电后，观察管中液面的变化。
③在两根电阻丝上，分别放上火柴。通电后，观察火柴燃烧的情况。
按照探究方案进行实验，师巡视指导发现问题及时解决
探究方案㈡
1．探究对象：Q与I的关系；
2．主要实验器材及电路的组成；
3．显示产生热量多少的方法。
探究Q与I的关系时，应保持什么量不变？（R、t）
如何使等值电阻中的电流大小不等呢？（并接在两条支路中，其中一条支路中串接一只限流电阻）。
按照探究方案进行实验，师巡视指导发现问题及时解决
师板书
结论：导体中电流越大，导体的电阻越大，通电时间越长，通电导体产生的热量越多。
通过实验探究我们得到了通电导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的定性关系。
师放映影片
英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。
板书：焦耳定律的数学公式
Q=I2RT
介绍单位
回答本堂课开始所提出的两个问题。
1.为什么电路中灯泡的灯丝的发红，而连接的导线并不怎么热？
2.电热的利用和防止（根据同学所掌握的信息，采用相互交流的方式，来辩证地看待电热的作用。）
（1）电流的热效应有着广泛的应用。
（2）很多情况下需要防止电热造成的危害。
放映影片介绍新型发热材料——PTC是一种新型的半导体陶瓷材料.它以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.
1．填空：
2.利用焦耳定律计算
出示幻灯片
你学到了那知识和方法？
1. 让学生自己查阅“电流热效应苦与乐”。写成科学小论文。
2. 教材P73页1、2
两名同学分别摸一摸灯泡和与灯泡相连的导线，说出自己的感受。
学生举出生活中电能变成内能的例子。
笔记理解
学生回答：：相同
可能导线和灯泡的电阻不同
同学间相互讨论，大胆猜想
A．通电导体产生的热量可能与I、R、t有关？
B．通电导体产生的热量可能与U、W、P有关？
同学之间集体讨论，集思广益，达成共识），要研究通电导体产生的热量跟哪些因素有关，我们只要研究通电导体产生的热量与I、R、t的关系就可以了。
小组讨论，大组交流
学生填写探究方案
同学讨论
设计出一个科学的合理的实验电路，并画出它的电路图并大屏幕展示
学生带着自己组的实验设计方案到展台前讲解说明，
展示1，2，3组
学生、教师各抒己见
分析讨论哪一种方法更好一些，讨论比较后，各实验小组采用第三种方法进行。
连接实验电路进行探究实验，将实验现象和结果填入实验的表格中。
小组讨论，大组交流
学生填写探究方案
小组讨论
大组交流
设计电路图，由学生实物投影展示。
各小组根据电路图将提供的实物连接成电路进行实验将实验现象和结果填入实验的表格中。
学生得出结论：I、t相同，R越大，产生热量越多。
学生得出结论：R、t相同，I越大，产生的热量越多。
从上述两个探究过程中，也可得出：R、I一定，t越长，产生的热量越多。
观看
记忆理解
交流发言
学生利用上网查到的材料进行交流
电流的热效应的应用：电热水器、电饭锅、……。
防止电热造成的危害。
电动机发热，……。
观看
练习，思考
记作业
创设问题情境，激发学生的兴趣和求知欲。
从生活走向物理
创设猜想的情境
为学生顺利猜想作好铺垫
让学生经历假定的过程，让学生经历解释的过程。使假设（猜想）有科学性、推测性、检测性、创造性。使学生根据已有事实、知识对假定的合理性进行解释。
注重前后知识的联系，渗透物理学的研究方法，对学生的终身学习很有裨益
把探究方案和电路设计填入表中为后边的实验提供依据，同时也便于和别人交流。以组为单位进行讨论培养了学生的合作意识
学生探究的欲望越来越强烈，培养学生发散思维能力和语言表达能力，利用信息技术进行自我展示能力。
增强实验设计中的学生自主学习，使整个活动更贴近科学探索实际
培养学生动手实验能力和实事求是的科学态度。围绕目标学生实验探究合作意识的培养。
使学生在讨论中加深对知识的理解，在讨论中尝试评估他人的方案，有从评估中吸收经验教训的意识，从而改进探究方案。
通过总结既培养了学生的分析归纳能力，又巩固了前面所学知识，注重了知识的前后联系
同时也锻炼学生语言表达能力
对学生进行爱国主义教育
前后呼应，使学生能体验到用物理知识解决实际问题的探究快乐。
给学生创设交流的平台，使他们体验到师生的平等，做到以人为本，激发了学生的探究的强烈愿望和乐于交流的意识。
探究的目的是为了从物理走向生活
渗透STS教育。
通过对实际问题的分析、讨论，材料的选择、及热量计算公式的运用，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。进一步加深学生对物理知识的理解。
培养学生总结知识的能力。
让学生在开放的环境下更加深刻的感受到科学知识的真实，有用有趣。
自
主
学
习
合
作
共
建
知
能
应
用
巩
固
小
结
诊
断
评
价
作业布置
与
预习提纲
板
书
设
计
第十六章第四节 科学探究：电流的热效应
1、 电流的热效应
2、 实验探究
3、 焦耳定律
教
学
札
记
本节实验较难操作，能否将实验简单化，而且又能说明问题是关键，可以减少不必要的时间浪费，增加课堂容量，突出重点难点。
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