第4節(jié)焦耳定律 新的物理課程標準的基本理念是 1 注重學生發(fā)展 改變學科本位觀念 2 從生活走向物理 從物理走向社會 3 注重科學探究 提倡學習方式多樣化等 為了體現(xiàn)這些新的理念 電與熱 首先從學生生活中熟悉的用電器入手 使學生了解電流的熱效應(yīng) 為了使學生進一步認識電和熱的關(guān)系 教材設(shè)計了探究性的實驗 探究 電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān) 在探究實驗的基礎(chǔ)上介紹了 焦耳定律 教材最后又回到生活中 使學生了解 電熱的利用和防止 電與熱 既是對第八章 電功率 中電能 電功率的一個應(yīng)用的總結(jié) 又是對家庭用電安全部分學習的一個鋪墊 教材分析 設(shè)計意圖 從身邊常見的現(xiàn)象引入電流的熱效應(yīng) 貼近生活 貼近實際 體現(xiàn)了從生活走向物理 探究過程中 讓學生充分討論 調(diào)動學生學習的積極性 使學生掌握知識 同時培養(yǎng)他們分析歸納 辯證思維的能力 注重對物理研究方法的教學 培養(yǎng)學生應(yīng)用所學物理研究方法解決物理問題的能力 體現(xiàn)以學生為主體的教學思想 學情分析 在生活經(jīng)驗方面 學生經(jīng)常接觸到電熱器 對電流的熱效應(yīng)已有了一定的了解 在知識儲備方面 學生對歐姆定律 電功率有了一定的基礎(chǔ) 在研究方法上 對于轉(zhuǎn)換法 控制變量法 探究性學習的過程與方法也有了一定的認識 同時對于與生活接觸緊密的電熱現(xiàn)象及其應(yīng)用 學生興趣濃厚 所以 本節(jié)課的關(guān)鍵在于教師正確引導(dǎo) 充分調(diào)動學生學習的主動性與積極性 讓學生充分討論 探究 合作 交流 使學生真正成為學習的主人 教學目標 知識與技能1 知道在電流相同的條件下 電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比 2 知道利用電熱和防止電熱的場合和方法 過程與方法1 通過實驗探究電流的熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系 培養(yǎng)學生的觀察分析能力和概括能力 2 通過本節(jié)內(nèi)容的學習 培養(yǎng)學生應(yīng)用物理知識解決簡單問題的能力 重點難點 重點通過實驗探究電流熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系 難點組織指導(dǎo)學生在探究過程中認真觀察 分析 并得出正確結(jié)論 教學過程 一 新課引入師 通過對電能的學習 大家已經(jīng)了解電流通過導(dǎo)體時 導(dǎo)體會發(fā)熱 誰還記得這是電流的什么效應(yīng) 同學們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗 一定能舉出許多電能變成熱能的例子 生 這叫電流的熱效應(yīng) 例如通電的燈泡 電吹風 師 在前面小燈泡的發(fā)光實驗中 同學們曾有意地去觸摸過小燈泡 感覺小燈泡發(fā)熱 有沒有同學觸摸過導(dǎo)線 連接小燈泡的導(dǎo)線熱不熱 同學們有沒有考慮過這樣的問題 導(dǎo)線和用電器中流過的電流相同嗎 生 相同 師 導(dǎo)線和用電器中流過了相同的電流 用電器發(fā)熱而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱 這是為什么 今天同學們就來一起探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么有關(guān) 教學過程 二 新課教學生1 可能與電壓 電流有關(guān) 生2 還可能與電阻有關(guān) 師 好 下面我們來看兩個演示實驗 然后再判斷 1 電流的熱效應(yīng)演示1 教學過程 師 大家看到了什么現(xiàn)象 生 B瓶中煤油溫度高 師 好 我們發(fā)現(xiàn) 兩個瓶中溫度不同 浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計指示的溫度高 這是什么原因呢 生 B中煤油溫度高 說明B煤油中的鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多 師 為什么鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多 生 因為鎳鉻合金絲的電阻比銅絲的電阻大 師 比較A B 發(fā)現(xiàn)兩瓶中電阻絲只有電阻不同 這個實驗說明在電流 通電時間相同的情況下 電阻大的金屬絲產(chǎn)生熱量較多 下面看演示2 教學過程 演示2 師 分別給鎳鉻合金絲通以不同的電流 同學們有什么發(fā)現(xiàn) 生 電流大時 溫度計示數(shù)上升得多 師 說明什么 生 電流大時 鎳鉻合金絲放出的熱量多 師 好 這個實驗表明 在通電時間一定 電阻相同的情況下 通過電流大時 鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量越多 師 通過兩個演示實驗 我們發(fā)現(xiàn) 電流通過導(dǎo)體時 導(dǎo)體會發(fā)熱 這叫電流的熱效應(yīng) 導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與電流大小和電阻大小有關(guān) 那么具體的數(shù)量關(guān)系是怎么樣的 接下來 我們來學習焦耳定律 教學過程 教學過程 教學過程 同學們在演算過程中 教師要提醒大家注意 代入計算的時候 要將電流的單位 A 一起平方 師 我們通過實驗 觀察 利用公式推導(dǎo)得出了電流熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系 同學們現(xiàn)在能不能回答本節(jié)開始時的問題 生 導(dǎo)線和用電器 電爐或電飯鍋或電燈 中通過的電流相同 但是導(dǎo)線的電阻較小 那些用電器的電阻較大 所以 那些用電器發(fā)熱 而導(dǎo)線幾乎感覺不到熱 教學過程 3 電熱的利用和防止師 生活中有些電熱我們要利用 有些電熱我們是要防止的 關(guān)于電熱的利用 同學們已經(jīng)了解了許多 誰簡單地講幾個 生 電烙鐵 電熨斗 電飯鍋 電烤爐 電爐 師 剛剛舉出的都是利用電來加熱的設(shè)備 都是常見的電熱器 同學們知道了利用電熱的好處 但有些時候 有些地方的電熱我們是不需要的 還要設(shè)法防止 例如 生1 電視機使用過程中會發(fā)熱 如果連續(xù)使用時間過長 還會燒壞電視機 生2 有些導(dǎo)體上的絕緣材料會因溫度過高 使絕緣材料迅速老化 甚至燒壞 師 那么 對這些電器采取了什么措施來防止過熱 教學過程 生1 電視機后蓋上有許多孔 就是為了能通風散熱 生2 電腦中還裝有風扇 也是為了散熱 減少電熱的危害 生3 老師用的投影儀上也裝有小風扇 也是為了快點散熱 生4 農(nóng)村抽水 磨面用的電動機連續(xù)工作一段時間后要休息一會 等涼了再用 是為了防止電熱可能造成的危害 師 同學們對電熱的危害及防止了解得還真不少 這兒有一份電器的說明書 請大家仔細閱讀 并分析說明其中的道理 投影電器說明書 教師引導(dǎo)學生著重注意以下內(nèi)容 將電器置于通風良好處 勿使電器淋雨或受潮 長期不用的電器隔一段時間應(yīng)該通電一次 教學過程 生1 電器工作時 置于通風良好的地方 是為了能使電器更好地散熱 防止電熱產(chǎn)生的危害 生2 電器淋雨或潮濕會降低絕緣性能 使電路工作失常 影響用電器的使用 長期不用的電器隔一段時間要通電 是為了利用電熱來驅(qū)潮 是電熱的利用 教學過程 例1有一臺 220V100W 的洗衣機 由于使用不當 造成電動機卡死 電動機的溫度升高而被燒壞 從出產(chǎn)廠家得知 這種電動機內(nèi)的線圈的阻值為2 1 這臺洗衣機正常工作時 1min耗電多少焦 2 電動機被卡死時 1min產(chǎn)生多少熱量 解析 本題用于考查的知識點是關(guān)于焦耳定律的實際應(yīng)用以及計算 1 此問明確指出是正常工作 可知電動機達到額定功率 耗電量即為額定功率與時間的乘積 由電動機正常工作可知 電壓U 220V 電動機的功率P 100W 時間t 60s 教學過程 所以電功W Pt 100W 60s 6000J 2 由于電動機卡死 此時電動機不能把電能轉(zhuǎn)化為機械能 幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 使電動機的溫度急劇升高而被燒壞 此時應(yīng)該用焦耳定律來求解 電動機被卡死后 變成純電阻電器 已知U 220V R 2 t 60s根據(jù)歐姆定律可得I U R 220V 2 110A 教學過程 例2在圖中 電源電壓 燈絲電阻都保持不變 燈L上標有 6V3W 字樣 當開關(guān)閉合 滑動變阻器的滑片從a點移到b點時 電壓表的示數(shù)從5V變?yōu)?V 且滑片位于a點時 燈L消耗的功率與位于b點時燈L消耗的功率之比為16 1 求 1 燈L正常發(fā)光時 通過燈絲的電流 2 燈絲的電阻 3 燈L正常發(fā)光1min電流做的功 4 滑片位于a點時 通過燈L的電流 教學過程 解析 本題旨在考查學生對于電學問題的綜合運用能力 1 燈L的額定電壓U額 6V 額定功率P額 3W 根據(jù)P額 U額I額的變形公式可求出燈L正常發(fā)光時通過燈絲的電流 I額 P額 U額 3W 6V 0 5A 2 因燈絲電阻不變 則可以根據(jù) 6V 3W 字樣求出燈絲電阻 RL U額 I額 6V 0 5A 12 3 燈L正常發(fā)光時 表明它達到了額定功率 則W P額t 3W 60s 180J 教學過程 教學過程 四 課堂小結(jié)本節(jié)課我們學習了如下知識 1 電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系 2 電熱的利用及防止 五 作業(yè)設(shè)計見練闖考第85頁課內(nèi)精練 教學板書 一 電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體時 電能轉(zhuǎn)化成熱的現(xiàn)象二 探究 電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)1 猜想2 設(shè)計實驗3 進行實驗4 分析論5 結(jié)論三 焦耳定律四 電熱的利用和防止 教學反思 本節(jié)課的設(shè)計力圖體現(xiàn) 從生活走向物理 從物理走向社會 的基本理念 注重科學的探究 激發(fā)學生的學習興趣 培養(yǎng)良好的思維習慣 從電燈發(fā)光發(fā)熱這種學生常見的現(xiàn)象及生活中的電熱器引入電流的熱效應(yīng) 貼近生活 貼近實際 體現(xiàn)了從生活走向物理 在學習電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱跟什么因素有關(guān)的過程中 注重了科學探究過程 特別突出了猜想和設(shè)計實驗環(huán)節(jié) 在教學過程讓學生參與討論 充分調(diào)動學生學習的積極性 不僅使學生掌握了知識 而且培養(yǎng)了他們的分析歸納能力和辯證思維能力 充分體現(xiàn)了以學生為主體的教學思想 注重了對物理研究方法的教學 在科學探究的設(shè)計實驗環(huán)節(jié) 引導(dǎo)學生應(yīng)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進行實驗設(shè)計 培養(yǎng)學生應(yīng)用所學物理研究方法解決物理問題的能力 教學反思 通過本節(jié)課的學習 學生學會了如何利用控制變量法進行實驗的探究 通過對實驗的觀察 分析 自己總結(jié)歸納出電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)及焦耳定律 體現(xiàn)了學生的自主學習理念