教学设计题

阅读材料,根据要求完成教学设计。

材料一 《义务教育物理课程标准(2011 年版)》关于“焦耳定律”的内容要求有:“通过实验, 探究并了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。”

材料二 初中物理某教科书中有关“焦耳定律”一节中的演示实验如下所示:

问答题

简述焦耳定律的内容。

【正确答案】

电流通过导体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。这个规律叫作焦耳定律。

【答案解析】
问答题

根据上述材料, 完成“探究电热的影响因素” 的教学设计。 教学设计要求包括: 教学目标、教学重点、 教学过程(要求含有教学环节、 教学活动、 设计意图等)。

【正确答案】

教学设计如下:
—、教学目标
1.知识与技能
①能通过实例,认识电流的热效应。
②能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关,知道焦耳定律。
③会用焦耳定律进行计算,能够利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。
2.过程与方法
体验科学探究过程,了解控制变量的物理方法,提高实验探究能力和思維能力。
3.情感态度与价值观
会解释生活中一些电热现象,通过学习电。热的利用与防止,学会辩证地看待问题。
二、教学重难点
重点:通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,并确定研究方法及实验操作中各个 环节应注意的问题。
难点:对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

创设情景

引入新课

电流在电路中做功,可 以将电能转化为其他形式 的能,如电动机运转、电灯 发光、电视机工作……

当这些用电器工作一 段时间后,我们触摸它们的 有关部位,会有什么感觉? 这是什么原因?

学生说出常见用电器工作过程中能量的 转化。电流通过导体时电能转化成内能 创造课堂情 景,激发学 生的兴趣和 求知欲。联 系实际,引入新课
新课教学

电流的热效应

投影:电饭锅、取暖器、 油灯、电炉丝、电烙铁

这些用电器工作时有 什么共同特点?

导线和电炉丝串联,为 什么电炉丝热得发红而导 线并不很热?说明什么?

一、提出问题

电流通过导体时产生 热量的多少跟什么因素有 关?

二、猜想与假设

提示:电热是电流通过 电阻时产生的热量,电路中 有电压但不一定有电流,所 以电压对电流通过电阻产 生热量的多少没有影响。 (排除电压这个物理量)

电流通过导体产生热 量的多少与___________有关。

你能结合实例说出这三个 因素对电热的影响吗?

三、设计实验

要研究电流通过电阻 产生热量与电阻的关系,如 何设计实验?如何比较产 生热量的多少?

四、进行实验

展示实验装置 1

观察本实验装置,思考:

1.本装置可以用于研 究 电 热 与 哪 个 因 素 的 关 系?

2.两电阻为什么要串 联?

3.如何比较电流通过 电阻放出热量?

4.设计实验数据记录表格

电路接通,进行实验, 观察 U 形管中液柱的上升 情况,把实验结果填入表格 中。

分析实验数据,可以得 到什么结论?

展示实验装置 2

1.本装置可以用于研 究 电 热 与 哪 个 因 素 的 关 系?

2.右边电阻丝上为什 么要再并联一根电阻丝?

3.如何比较电流通过 电阻放出热量?

4.设计实验数据记录 表格

电路接通,进行实验, 观察 U 形管中液柱的上升 情况,把实验结果填入表格 中。

分析实验数据,可以得 到什么结论?

对于某一个电阻,在电 流一定时,通电时间越长, 电流通过电阻产生热量越 多。这个结论通过刚才的实 验可以看出,某一根电阻丝通电时间越长,液柱上升越 高,说明放出热量越多。

五、分析论证,得出结 论

对以上两个实验进行 总结,电流通过电阻产生热 量多少与电流、电阻和通电 时间的关系

教学焦耳定律

介绍科学家焦耳。

英国科学家焦耳做了 大量实验,并于 1840 年最 先精确地确定了电流产生 的热量跟电流、电阻和通电 时间的关系,即焦耳定律。

电流通过导体产生的 热量跟电流的二次方成正 比,跟电阻成正比,跟通电 时间成正比。

如果热量用 Q 表示,电 流用 I 表示,电阻用 R 表示, 时间用 t 表示,则焦耳定律 为 Q=I 2Rt。

例题:一电热水器电阻 丝的阻值为 48.4Ω,正常工 作时的电流为 4.55A,工作 10min 放出的热量为多少? 练习:一取暖器接在家庭电 路中,正常工作时的电流为 6.8A,工作 10min 放出的热 量是多少?

学生总结:这些用电器工作时都是把电 能转化成内能。

(得出电流的热效应的概念)

电热的大小可能与导体的电阻有关。

学生结合生活实际进行猜想:电流、电 压、电阻、通电时间……

学生举例证明猜想的合理性。

学生讨论:

实验时要控制电路中的电流相等,改变 电阻,比较在相同时间内放出热量的多少。 

可以通过加热相同物体,比较物体吸热 升温的多少。

学生活动

学生观察实验装置讨论得出:

1.本装置研究电热与电阻的关系。

2.电阻串联,可以使流过两根电阻丝的 电流和通电时间相同。

3.通过左右两管液面的高度差来比较, 液柱上升的越高,放出热量越多。

4.实验数据表格

学生根据实验数据,得出结论:在电流 和通电时间相同时,电阻越大,电流通过电 阻产生的热量越多。学生观察实验装置讨论 得出:

1.本装置研究电热与电流的关系。

2.使右边容器中的电阻丝中的电流与左 边容器中的电阻丝不等(左边电流大于右边 电流)

3.通过左右两管液面的高度差来比较, 液柱上升得越高,放出的热量越多。

4.实验数据表格

学生根据实验数据,得出结论:在电阻 和通电时间相同时,电流越大,电流通过电 阻产生的热量越多。学生总结以上两个实验:

电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关,电流越大、电阻越 大、通电时间越长,电流通过电阻产生的热 量越多。

了解焦耳在电热上的成就。

学生了解焦耳定律的内容,记住公式。 学 生 快 速 的 计 算 本 题 中 的 电 热 。

【答案解析】