焦耳定律教學設計模板
焦耳定律教學設計模板
焦耳定律教學設計
（一）教學目標：
第十八章第四節焦耳定律 盧龍鎮中學 梁愛東
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、過程與方法目標：要求學生能從感知事物→提出問題→自己設計→動手動腦探究科學規律中體會科學研究的方法，學會科學探究、知識遷移的方法，培養學生的科學研究的能力。
3、情感態度與價值觀目標：激發和培養學生的科學探究與創新的思想和精神，培養學生的辯證唯物主義精神，滲透實事求是和科學獻身教育，激勵學生努力學習。
（二）教學重點與難點
如何引導學生進行科學探究；如何使學生在科學探究中掌握科學研究的方法，培養科學研究的能力。
（三）教法與學法
將學生分組，以小組為單位進行教師引導下的科學探究，加強組內同學間的合作、討論和交流，加強師生間相互反饋，以問題和小組交流貫穿教學的始終，不斷提出新問題，不斷解決新問題。
（四）教具
學生電源、焦耳定律演示器、電流表、導線、多媒體課件及教學平臺。
教學過程：
一、導入新課
出示電腦、電視、電烙鐵、電飯鍋，充電器圖片
提出問題：這些電器工作時能量是怎樣轉化的？
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能和內能。
提出問題：這些電器在工作時有什么共同特點？
小組討論回答：都有內能產生。
師：用電器消耗電能就是把電能轉化為其他形式能的過程。只要電流通過導體，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導體時的熱效應。今天我們就來學習第四節焦耳定律。（板書：第四節焦耳定律）
二、進行新課
（一）探究影響電流通過導體產生熱量的因素。
1、提出探究問題
出示小太陽，通電。
找兩個同學到前面來感受電熱絲產生的熱量，再用手摸摸連接電熱絲的導線。說出感受。 （電熱絲很熱，連接電熱絲的導線不怎么熱）
問：你針對這種現象你能不能提出一個值得探究的問題。
小組討論作答。
引導學生答出：電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關?
【說明】創設問題情景，讓學生直觀感知，提出問題，建立問題期待，能有效地激發學生學習的動機。
2、猜想。
師問：你覺得電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關？
小組討論作答。（可能答出電流，電壓，電阻，通電時間。）
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因素—電流。電阻是導體本身具有的，大小不同，可能影響產生熱量的多少。根據生活經驗通電時間越長，產生熱量可能越多。并板書。）
3、設計實驗方案
師提出：你們的猜想對不對呢？需要用實驗來檢驗。
下面我們就來學習如何設計實驗方案。你們說說要探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關，首先需要什么電路元件？（強調電流、導體）
引導學生畫出電源、開關、定值電阻、導線組成的基本電路。師再問：做這個實驗首先需要解決什么問題？（引導學生說出熱量的多少如何用實驗展示出來）
師追問：大家想想在前面的學習中有沒有可以體現熱量多少的辦法？
學生討論并發言：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。）
師出示溫度計讓學生具體說明比較方法。（有可能學生會說用溫度計直接測定值電阻的溫度，師引導說明效果不好。引導學生說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，或者放入裝有質量相等的液體的相同的容器中。比如水或油。讓學生討論說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。
師提出問題：在這里采用了什么研究問題的方法？
學生討論做答：轉換法。
師再問：你還要解決什么問題？
學生討論并回答。（引導學生說出如何用實驗來驗證熱量與電流、電阻、時間的關系。） 師問：采用什么研究問題的方法？
學生回答：控制變量法
師問：如何運用控制變量法呢來研究熱量與電流、電阻、時間三個量的關系
小組討論形成方案作答。
（學生能夠說出研究熱量與電阻的關系，要保持電流和時間相同，選用兩個不同的電阻串聯；研究熱量與電流的關系，要保持電阻和時間相同，使通過兩個電阻的電流不同；研究熱量與時間的關系，可以選擇任意一個電阻，不斷通電，觀察溫度是否隨通電時間不斷升高。同時引導學生分別畫出電路圖，并用展臺展示。研究熱量與電流的關系，引導學生設計出兩種方法：一種是串聯滑動變阻器的，一種是并聯的。如果并聯的學生沒想到，可以放在后面說）
師說明：綜合大家的意見，我們要做三次實驗，花的時間太長。為了節省實驗時間，能否將上述電路圖合并呢？看哪個小組最先設計好實驗電路。
（學生小組討論，畫出初步的實驗電路圖，不一定每個小組都對，教師用展臺展示某組設計的實驗電路圖，并請該組代表講述設計思路）
師展示實物連接圖片。
4、進行實驗，分析實驗數據，得出結論。
師出示演示實驗器材：焦耳定律演示器，說明和書上的實驗器材相似。
⑴生自學99頁演示部分。
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系？③我們所用器材跟課本不同之處：左邊密封著兩個5Ω電阻，兩個電阻不相連，各有兩個接線柱。右邊密封著一個5Ω電阻，有兩個接線柱。如何用這個器材探究圖18.4-2的問題？怎樣連接？
請一組同學在白板上連接，另一組進行實物連接。
生閉合開關，進行實驗（提醒學生注意觀察液柱升高的高度），觀察現象，得出結論： I、t相同，R越大，Q越大
⑵生自學100頁演示部分。
小組討論：①圖18.4-2研究的是電熱跟什么因素的關系？②畫出實驗電路圖。
師生共同完成實驗，得出結論：R、t相同， I越大，Q越大）
④研究熱量與時間的關系，直接得出I、 R相同，t越大，Q越大
師：通過實驗探究，驗證了我們的猜想是正確的。電流通過導體時產生熱量的多少跟電流、電阻、通電時間有關。
（三）焦耳定律：
1、焦耳定律的內容、公式
師：大家想這樣一個問題：用電孵化器孵小雞，電孵化器在一定時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、時間有什么樣的定量關系呢？英國的物理學家焦耳在實驗條件非常簡陋的情況下，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、時間的定量關系，為人類作出巨大貢獻。
看書第100頁，找到焦耳定律。自己讀兩遍。
（板書：（三）焦耳定律：電流通過導體時產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、電熱與電功的關系
師：回憶電功的計算公式
學生回答并板書。
師：大家結合電褥子和電風扇這兩個不同的電器思考電熱與電功有怎樣的關系？
小組討論得出：電褥子電熱=電功 電風扇電熱﹤電功
師歸納：電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化為其他形式的能量，電熱=電功。
3、知識反饋
請你解決問題：電爐絲通過導線連接在電路中，為什么電爐絲熱得發紅，而連接電爐絲的導線卻不怎么熱？
小組討論作答。
4、例題（自學）
學生自己閱讀課本上的例題，借此訓練學生的自學能力。
【說明】該例題不難，課本上解題過程很清楚，學生自己看得懂。學生自己能學的東西要放手讓學生自己去獲取，沒有必要加進教師這一中間環節，逐漸培養學生的自己學習的能力。
5想想議議
焦耳定律中有這樣一句話：“電流通過導體產生的熱量……跟導體的電阻成正比……”，小李想：如果要電爐在一定時間里多放出熱量，應當增大電阻絲的電阻。他的想法對嗎?為什么？
小組討論作答。
（四）、電熱的利用和防止
師：電流的熱效應有時對我們有益，我們利用它;有時對我們有害，需要減少電流導致的發熱，或者盡快把發出的熱散發掉。
（1）列舉生活或生產中利用電流熱效應的實例；
（2）列舉為防止電流熱效應產生危害而采取的措施。
小組討論作答。
師板書：（1）電熱的利用
電熱器：利用電來加熱的設備。
材料：電阻率大，熔點高的合金
優點：效率高，清潔衛生，無環境污染，方便的控制和調節溫度
（2）防止電熱的危害：散熱
三、課堂總結
師：回顧這節課學到了什么？
生回答。
四、布置作業：動手動腦學物理1、2、3、4
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