《電與熱》教案

    《電與熱》教學(xué)設(shè)計(jì)     河北省邯鄲市漢光中學(xué) 柴斌      
    課題
    第八章:電功率    第四節(jié):電與熱
    學(xué)習(xí)
    目標(biāo)
    知識(shí)目標(biāo):
    1.知道電流的熱效應(yīng);
    2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用。
    過(guò)程方法:
    知道科學(xué)研究中常用的等效替代法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用。
    情感目標(biāo):
    通過(guò)對(duì)焦耳生平的介紹,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué),勇于克服困難的決心和信心。
    學(xué)習(xí)重點(diǎn)
    電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系
    學(xué)習(xí)難點(diǎn)
    實(shí)驗(yàn)操作
    教學(xué)方式
    演示法、觀察法、討論法。
    教具與
    媒體
    電流的熱效應(yīng)演示器一臺(tái),220V電源、火柴、電阻絲、泡沫塑料塊等及多媒體。
    一、創(chuàng)設(shè)情境,引入新課
    老師出示一些電器的圖片,讓學(xué)生觀察。
    〖提出問(wèn)題〗:
    ①比較它們有何不同?
    ②燈泡發(fā)光一段時(shí)間后,用手觸摸燈泡,有什么感覺?為什么?
    ③電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后,用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺?為什么?
    ④電能在轉(zhuǎn)化為其他形式能的時(shí)候,為什么都要發(fā)熱?影響它們發(fā)熱的因素是什么?
    ⑤它們發(fā)熱時(shí)有什么規(guī)律?
    二、進(jìn)入新課,科學(xué)探究
    (一)電流的熱效應(yīng)
    電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電能要轉(zhuǎn)化成熱,我們把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
    (二)探究:電流產(chǎn)生的熱跟哪些因素有關(guān)呢
    【猜想】
    1.可能與電壓有關(guān),因?yàn)殡妷涸酱?電爐中產(chǎn)生的熱越多;
    2.可能與電阻有關(guān),因?yàn)殡姞t絲發(fā)熱,而跟電爐絲相連的銅導(dǎo)線卻不太熱;
    3.可能跟電流有關(guān),因?yàn)槌Ｂ犝f(shuō),電流大容易引發(fā)火災(zāi)。
    電流、電壓和電阻三個(gè)量之間是有聯(lián)系的,明確了二個(gè)量就可以再確定另外一個(gè)量,故我們研究電流、電阻與導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的關(guān)系就可以了。
    學(xué)生觀察
    學(xué)生回答
    學(xué)生嘗試回答
    學(xué)生回答
    師生討論
    注意從眾多的用電器工作時(shí)的特點(diǎn) 中把電與熱抽出來(lái)
    發(fā)動(dòng)學(xué)生猜想越充分越好
    【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】應(yīng)采用控制變量的方法
    1.如何控制電流一定時(shí)電阻的變化?
    2.如何控制電阻一定時(shí)電流的變化?
    3.如何比較電流產(chǎn)生熱的多少?(轉(zhuǎn)換的思想)
    〖方案〗
    第一次實(shí)驗(yàn):把兩個(gè)電阻放在煤油中或密閉的空氣盒中,使之它們產(chǎn)生的熱對(duì)煤油或空氣加熱。使兩電阻絲串聯(lián),以保證它們的電流相等;讓甲瓶的電阻相對(duì)乙瓶中的較大,觀察兩瓶中煤油或空氣的膨脹程度,如圖1所示。
    第二次實(shí)驗(yàn):欲使其電阻一樣,電流不等,可以在兩個(gè)相等的電阻上再并聯(lián)一個(gè)等值的電阻絲,則干路和支路上的電流不相等,如圖2所示。
    【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
    1.被加熱的物質(zhì)是煤油。
    介紹課本上實(shí)驗(yàn)。
    2.被加熱的物質(zhì)是空氣。
    老師使用電熱效應(yīng)演示器一臺(tái)進(jìn)行演示,學(xué)生觀察。
    3.〖視頻播放〗:用凡士林將火柴粘在串聯(lián)的電阻絲上,接通電源,過(guò)一會(huì)兒發(fā)現(xiàn),電阻大的火柴先掉下。
    4.用兩段不同材料電阻絲和一根長(zhǎng)竹片制成的弓型的電熱鋸,串聯(lián)后接入電壓為4~6 V的蓄電池組上.切割泡沫塑料。感覺電阻絲細(xì)的部分切割快,而粗的部分切割遲鈍。
    【分析論證】
    1.在通電電流一定的條件下,電阻越大,電流產(chǎn)生熱的功率就越大,精確的實(shí)驗(yàn)表明:電流產(chǎn)生熱的功率與電阻成正比。
    2.在電阻一定的條件下,電流越大,電流產(chǎn)生熱的功率也越大,大量的精確實(shí)驗(yàn)表明:電流產(chǎn)生熱的功率與電流的平方成正比。
    【結(jié)論】
    上述關(guān)系式用公式表示為:P=I2R。
    (三)理論上對(duì)該表達(dá)式的推導(dǎo)
    由P=UI與歐姆定律的變形式U=IR綜合得出P=I2R。
    (四)焦耳定律
    英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)于1840年最先精確地確定電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比的結(jié)論,這與我們剛才得出的發(fā)熱功率與電流、電阻的關(guān)系是一致的,于是人們?yōu)榱擞涀∷?把這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。其公式為:Q=I2Rt。
    公式中的電流I的單位要用安培(A),電阻R的單位要用歐姆(Ω),通過(guò)的時(shí)間t的單位要用秒(s)這樣,熱量Q的單位就是焦耳(J)。
    介紹焦耳的生平,對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛科學(xué)的教育,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
    (五)電熱的利用和防止
    1.任何用電器工作時(shí)都是產(chǎn)生電熱。因?yàn)橛秒娖鞫际怯梢欢ㄗ柚档膶?dǎo)體組成的,導(dǎo)體中或多或少在都有電阻,所以電流通過(guò)這些電阻時(shí)都會(huì)發(fā)熱。
    2.電熱的利用
    凡是加熱的裝置都利用了電熱。請(qǐng)大家舉一些實(shí)子說(shuō)明。
    3.電熱的防止
    不是想把電能轉(zhuǎn)化為熱能,而是想轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)等裝置的用電器都需要防止電熱的產(chǎn)生。
    如電視機(jī)的散熱窗、電動(dòng)機(jī)的散熱風(fēng)扇等。
    三、思考與練習(xí)(略)
    學(xué)生回答
    師生討論得出
   

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老師演示
    學(xué)生回答
    師生總結(jié)
    師生推導(dǎo)
    師生討論得出
    師生討論
    學(xué)生舉例
    控制變量的思想一定要體現(xiàn)出來(lái)
    通過(guò)畫出其本質(zhì)的電路圖,讓學(xué)生了解更清楚
    所提供的這些實(shí)驗(yàn)可做為參考,如果不能都做,向?qū)W生介紹一下也可以,學(xué)生會(huì)很有啟發(fā)的
    公式表示體現(xiàn)了簡(jiǎn)約性
    焦耳定律應(yīng)該在此向?qū)W生展示一下
    培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用辯證眼光看問(wèn)題的意識(shí)
    小
    結(jié)
    本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電熱產(chǎn)生的原因,及影響電熱產(chǎn)生多少的因素,電熱的利用和防止等知識(shí)。
    實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)時(shí)我們一定要有控制變量的思想,在說(shuō)明一個(gè)物理量與另一個(gè)物理量之間關(guān)系時(shí),一定要強(qiáng)調(diào)其條件,是在什么量不變的情況下才有這樣的關(guān)系,使自己的敘述更加嚴(yán)密。
    焦耳定律的內(nèi)容與該節(jié)知識(shí)很貼近,我們略一轉(zhuǎn)化就可以得出焦耳定律的內(nèi)容。但本質(zhì)上電流產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系更具有簡(jiǎn)單易記、精確明了的特點(diǎn),只不過(guò)它沒有了著名物理學(xué)所賦予的光環(huán)。
    作業(yè)
    動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理:①、②。
    教
    學(xué)
    流
    程
    板
    書
    設(shè)
    計(jì)
    第四節(jié):電和熱
    一、電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電能要轉(zhuǎn)化成熱
    二、探究:電流產(chǎn)生的熱與哪些有關(guān)
    1.猜想;2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn);4.分析論證;5.結(jié)論。
    三、理論上對(duì)公式的推導(dǎo)
    四、焦耳定律
    五、電熱的利用和防止
    課
    后
    反
    思
    這是一節(jié)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用課,其中的理論需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出的理論又要在生活中加以印證,所以該課的內(nèi)容多,需要教師及時(shí)轉(zhuǎn)換的角色也多。
    1.實(shí)驗(yàn)的猜想既要注意挖掘?qū)W生的不同觀點(diǎn),又要將這些觀點(diǎn)注意引導(dǎo)到我們所要探究的因素上。
    2.對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要放開讓學(xué)生自己做,實(shí)踐發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思路有局限于課本上那個(gè)實(shí)驗(yàn)的傾向,所以要設(shè)計(jì)一個(gè)良好的情景很是重要。注意讓學(xué)生的散開,發(fā)揮其主動(dòng)性。
    3.驗(yàn)證該關(guān)系的實(shí)驗(yàn)很多,我們一定要根據(jù)條件安排好,能讓學(xué)生做的盡量讓學(xué)生動(dòng)手,我感覺演示也能很好地說(shuō)明問(wèn)題,提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。
    4.雖然課本中沒提到焦耳定律,但順便講一下還是很有好處的,所占時(shí)間不多,但對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),收益卻很大。

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