教学设计2011人教版九年级陈祥宇焦耳定律.doc

第十八章第四节 焦耳定律教学设计

热闹学校 陈祥宇
（一）教学目标：
1、知识和技能目标：理解焦耳定律；知道利用和防止电热的场所和方法。
2、过程与方法目标：通过实验探究电流的热效应跟电流、电阻大小的关系。
3、情感态度与价值观目标：激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，培养学生的辩证唯物主义精神，渗透实事求是和科学献身教育，激励学生努力学习。
（二）教学重点与难点
重点：电流产生的热量跟电阻、电流大小之间的关系。
难点：理解焦耳定律。
（三）教法与学法
将学生分组，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。
（四）教具
学生电源、焦耳定律演示器、电流表、导线、多媒体课件及教学平台。
教学过程：
一、导入新课
出示电脑、电视、电烙铁、电饭锅，充电器图片
提出问题：这些电器工作时能量是怎样转化的？
小组讨论确定答案。
生回答：电脑、电视把电能转化为光能、声能和内能；电烙铁、电饭锅把电能转化为
内能；充电器把电能转化为化学能和内能。
提出问题：这些电器在工作时有什么共同特点？
小组讨论回答：都有内能产生。
师：用电器消耗电能就是把电能转化为其他形式能的过程。只要电流通过导体，就有一
部分电能或全部电能转化为内能电能转化为内能的现象就叫做电流的热效应。焦耳定律就是研究电流通过导体时的热效应。今天我们就来学习第四节焦耳定律。（板书：第四节焦耳定律）
二、进行新课
（一）探究影响电流通过导体产生热量的因素。
1、提出探究问题
出示小太阳，通电。
找两个同学到前面来感受电热丝产生的热量，再用手摸摸连接电热丝的导线。说出感受。
（电热丝很热，连接电热丝的导线不怎么热）
问：你针对这种现象你能不能提出一个值得探究的问题。
小组讨论作答。
引导学生答出：电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?
【说明】创设问题情景，让学生直观感知，提出问题，建立问题期待，能有效地激发学生学习的动机。

2、猜想。
师问：你觉得电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？
小组讨论作答。（可能答出电流，电压，电阻，通电时间。）
师引导分析：电压使电路中形成电流，电压越大，电流越大，所以电压和电流可以合并为一个因素—电流。电阻是导体本身具有的，大小不同，可能影响产生热量的多少。根据生活经验通电时间越长，产生热量可能越多。并板书。）
3、设计实验方案
师提出：你们的猜想对不对呢？需要用实验来检验。
下面我们就来学习如何设计实验方案。你们说说要探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关，首先需要什么电路元件？（强调电流、导体）
引导学生画出电源、开关、定值电阻、导线组成的基本电路师再问：做这个实验首先需要解决什么问题？（引导学生说出热量的多少如何用实验展示出来）
师追问：大家想想在前面的学习中有没有可以体现热量多少的办法？
学生讨论并发言：用温度计测温度高低比较热量，根据热胀冷缩比较液柱升高的刻度比较热量。（当然还可能有其他方法。）
师出示温度计让学生具体说明比较方法。（有可能学生会说用温度计直接测定值电阻的温度，师引导说明效果不好。引导学生说出可以把电阻相同的容器用带用孔的胶塞密封，在孔中插入温度计，或者放入装有质量相等的液体的相同的容器中。比如水或油。让学生讨论说明是用水好还是油好，从是否导电，比热容大小分析）
师出示将电阻放入装油的烧瓶中，烧瓶胶塞孔中插有温度计图片。
再出示烧瓶胶塞孔中插有带刻度的玻璃管的图片。
师提出问题：在这里采用了什么研究问题的方法？
学生讨论做答：转换法。
师再问：你还要解决什么问题？
学生讨论并回答。（引导学生说出如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系。）
师问：采用什么研究问题的方法？
学生回答：控制变量法
师问：如何运用控制变量法呢来研究热量与电流、电阻、时间三个量的关系
小组讨论形成方案作答。
（学生能够说出研究热量与电阻的关系，要保持电流和时间相同，选用两个不同的电阻串联；研究热量与电流的关系，要保持电阻和时间相同，使通过两个电阻的电流不同；研究热量与时间的关系，可以选择任意一个电阻，不断通电，观察温度是否随通电时间不断升高。同时引导学生分别画出电路图，并用展台展示。研究热量与电流的关系，引导学生设计出两种方法：一种是串联滑动变阻器的，一种是并联的。如果并联的学生没想到，可以放在后面说）
师说明：综合大家的意见，我们要做三次实验，花的时间太长。为了节省实验时间，能否将上述电路图合并呢？看哪个小组最先设计好实验电路。
（学生小组讨论，画出初步的实验电路图，不一定每个小组都对，教师用展台展示某组设计的实验电路图，并请该组代表讲述设计思路）
师展示实物连接图片。
4、进行实验，分析实验数据，得出结论。
师出示演示实验器材：焦耳定律演示器，说明和书上的实验器材相似。
⑴生自学99页演示部分。
小组讨论：①此装置原理。②图18.4-2研究的是电热跟什么因素的关系？③我们所用器材跟课本不同之处：左边密封着两个5Ω电阻，两个电阻不相连，各有两个接线柱。右边密封着一个5Ω电阻，有两个接线柱。如何用这个器材探究图18.4-2的问题？怎样连接？
请一组同学在白板上连接，另一组进行实物连接。
生闭合开关，进行实验（提醒学生注意观察液柱升高的高度），观察现象，得出结论： I、t相同，R越大，Q越大
⑵生自学100页演示部分。
小组讨论：①图18.4-2研究的是电热跟什么因素的关系？②画出实验电路图。
师生共同完成实验，得出结论：R、t相同， I越大，Q越大）
④研究热量与时间的关系，直接得出I、 R相同，t越大，Q越大
师：通过实验探究，验证了我们的猜想是正确的。电流通过导体时产生热量的多少跟电流、电阻、通电时间有关。
（二）焦耳定律：
1、焦耳定律的内容、公式
师：大家想这样一个问题：用电孵化器孵小鸡，电孵化器在一定时间放出的热量要有严格的限制，这就需要定量计算。电热和电流、电阻、时间有什么样的定量关系呢？英国的物理学家焦耳在实验条件非常简陋的情况下，重复试验几千次，得出了伟大的焦耳定律，阐明了电热和电流、电阻、时间的定量关系，为人类作出巨大贡献。
看书第100页，找到焦耳定律。自己读两遍。
（板书：（二）焦耳定律：电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
公式：Q = I2Rt 适用于任何电路）
单位：必须用主单位
2、电热与电功的关系
师：回忆电功的计算公式
学生回答并板书。
师：大家结合电褥子和电风扇这两个不同的电器思考电热与电功有怎样的关系？
小组讨论得出：电褥子电热=电功 电风扇电热﹤电功
师归纳：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，电热=电功。
3、知识反馈
请你解决问题：电炉丝通过导线连接在电路中，为什么电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么热？
小组讨论作答。
4、例题（自学）
学生自己阅读课本上的例题，借此训练学生的自学能力。
【说明】该例题不难，课本上解题过程很清楚，学生自己看得懂。学生自己能学的东西要放手让学生自己去获取，没有必要加进教师这一中间环节，逐渐培养学生的自己学习的能力。
5想想议议
焦耳定律中有这样一句话：“电流通过导体产生的热量……跟导体的电阻成正比……”，小李想：如果要电炉在一定时间里多放出热量，应当增大电阻丝的电阻。他的想法对吗?为什么？
小组讨论作答。
（三）、电热的利用和防止
师：电流的热效应有时对我们有益，我们利用它;有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。
（1）列举生活或生产中利用电流热效应的实例；
（2）列举为防止电流热效应产生危害而采取的措施。
小组讨论作答。
师板书：（1）电热的利用
电热器：利用电来加热的设备。
材料：电阻率大，熔点高的合金
优点：效率高，清洁卫生，无环境污染，方便的控制和调节温度
（2）防止电热的危害：散热
三、课堂总结
师：回顾这节课学到了什么？
生回答。
四、布置作业：动手动脑学物理1、2、3、4