1、电流的热效应教学设计 丰台区和义学校 张志云 一、 教材分析 电流的热效应选自北京师范大学出版社义务教育教科书物理九年级全一册第十一 章电功和电功率的第三节。本节内容分为两部分：一是探究电流产生的热和什么因素 有关；二是电热的应用。按照国家课程标准，教材把这部分知识纳入了能量部分，从能量 的角度来认识电热，通过学生的实验探究活动，得出电流流过导体产生的热和什么因素有 关的结论。 二、 学生分析 通过初二一年物理知识的学习，学生对用实验探究方法研究物理问题有了初步的了解 和认识。通过第九、第十两章的学习，学生初步掌握了电流、电压、电阻、欧姆定律、串 并联电路的特点等的电学知识，还学会了电流表、电
2、压表、滑动变阻器的使用，为本章本 节课的学习奠定了一定的基础。 电流的热效应是和电流、电压、电阻有关的现象，教学中我通过采取问题讨论、实验探究 的方式让学生理解并掌握知识。学生通过自己猜想、设计实验、观察实验、得出结论的方 式完成本节课的学习，锻炼了学生的思维能力，设计实验的能力和观察总结实验结论的能 力。 三、 设计思路 （一）充分体现“从生活到物理，从物理到社会”的教学理念 用电器工作时间长了会发热，这一现象同学们可能从很小就知道了。但就是没 有引起思考。教学过程中我从这一生活中人们熟悉的物理现象出发，引出本节课内 容，让学生充分感受到物理就在我们的身边。知道物理学就是要让同学们明白身边
3、熟悉“物”中的“理”，并用这个“理”来解决身边的事。从中达到激发学生学习 物理的兴趣以及对物理学科的求知欲望。 （二）注重科学探究 科学探究是学习物理最重要的学习方式之一。它可以把物理知识与观察、推理 和思维、技能结合起来，积极主动的获得知识，认识和理解物理问题。本节课的主 要学习目标就是探究电流产生的热和什么因素有关。通过有效的引导，养成并提高 学生发现问题、提出问题、并积极努力的去解决问题的能力。最终，通过分析实验 现象得出定性的结论。学生通过本节课的学习，进一步的养成善于发现问题、对问 题产生质疑并想办法去解决问题的良好的学习习惯。教师多鼓励学生积极参与教学 的精神，肯定学生解决处理信息
4、的能力，让学生体验科学探究的乐趣，领悟科学探 究的思想和精神，为学生的终身学习建立基础。 （三）注意教学方式的多样化 电流通过导体产生热的现象，学生熟悉又陌生。探究电流通过导体产生的热 和什么因素有关是本节课的重点也是难点。如何把本节课所学知识与生活实际联系 起来去有效的解决电热的问题是体现从物理走向社会的教学理念。教学中我采用了 发现、讨论、探究、讲授、演示、练习等多种教学方式帮助学生学习新知。 四、教学目标： （一） 、知识与技能： 知道什么是电流的热效应。 通过实验探究，知道电流通过导体产生热的多少与导体自身的电阻、通过它的电 流以及通电时间有关。 知道焦耳定律的表述、适用范围和计算公式
5、，会用焦耳定律进行简单的计算。 了解生产和生活中如何利用电流的热效应来为人类服务，了解电流的热效应带来 的危害及防止的措施。 知道电热器是利用电流的热效应工作的。知道电热器的应用。 （二）过程与方法： 通过研究电热与哪些因素有关的过程，养成善于发现问题、提出问题，猜想假设， 设计实验、归纳实验结论的能力。 （三）情感、态度与价值观： 在实验设计的过程中，培养学生敢于公开自己的见解；愿意与他人交流与合作。 通过焦耳定律教学，养成学生把物理知识与实际生活联系的能力 通过对焦耳的介绍，养成科学的学习态度和勤奋学习的习惯 通过解释电热器的工作原理，养成将所学的知识应用于实际的意识。 五、 教学重点和难
6、点 重点：1、通过实验，探究电流通过导体所产生的热与哪些因素有关 2、理解焦耳定律并会简单的应用 难点：实验探究电流通过导体所产生的热与哪些因素有关的过程 六、教学过程 教 学 内 容 学生活动 教师组织和引导 设计意图 导入 新 课 讲授 新 知 学生实 验：用 电热锯 锯泡沫 塑料 听问题并思 考问题 学生回答多 少不同 思考、 小组讨 论进行 猜想 说出本 组的见 解 指导学生用自制的电热锯锯泡沫塑料 -总结出：电流的热效应的概念 引导学生联系生活实际：你还知道哪些电流热 效应的例子。 （比如：煮饭用的电饭煲、取暖用的电暖气、电视 机、电脑等等等） -我们发现：电流通过任何导体都会产生电
7、流的 热效应。 问题一：对比电炉子和电视机，它们工作时产 生的热量有什么不同？（多少不同） 问题二：电流通过导体产生热量的多少跟什么 因素有关呢？ （学生的可能答案：电流、电压、电阻、电功、电 功率、通电时间等因素可能影响电流产生的热量） 师生共同排除无关因素 （因为是电流通过任何导体都产生热，想必这个热 的多少跟 I 和 R 的大小有关。生活经验告诉我们这个 热的多少跟通电时间 t 一定有关。而 U=IR-排除 U；W=UIt -排除 W；P=UI -排除） 这样的场 景 直观且 具有生活 气息，增 加学生对 科学的好 奇与兴趣。 体现从生 活走向物 理 发散学生 思维，积 极参与教 学活动
8、， 学生回 答：控 制变量 法 完成学 案 思考、 讨论作 答 完成学 案 看 PPT 了解仪 器的使 用，了 解转化 法 看教具， 听讲解 思考、 讨论作 答 完成学 案 电热既然跟电流、电阻、通电时间等因素有关， 那我们采用什么方法来研究这样的物理问题呢？ -（学生回答：通过实验，采用控制变量的方法。 ） 引导学生完成学案上的以下内容： （1）探究 Q 与 R 是否有关 控制变量为：_； 自变量为：_； 因变量为：_； 我们学过的哪种电路中电流是处处相等的？_ 你能试着画出电路图吗？请同学们思考后完成 在学案上。 肯定学生的设计，提出质疑，解决问题，完善电路 图。 电 路 图 电阻上产生热
9、的多少，我们能眼睛看出来吗？ 那如何来进行比较？ 肯定学生的想法。也许学生回答不出，教师 PPT 给 出解决方法。 焦耳定律演示器 U形 管 电 热 丝加 热 箱电 流 产 生 的 热 量 越 多液 柱 上 升 就 越 快 渗透：实验研究物理问题的新方法-转换法） 我们用怎样的一个表格来记录实验数据呢？也 请同学们思考后完成在学案上。 肯定学生的设计，提出质疑，解决问题，完善表格。 把实验表格进一步的完善，教师用 PPT 给出。 实验数据记录表格 液面高度差的 大小 产生热量的多 少 R1（5） R2（10） 活跃课堂 气氛。 养成科学 探究精神。 发散学生 思维，积 极参与教 学活动， 活跃
10、课堂 气氛。 养成科学 探究精神。 培养学生 爱观察、 学以 致 用 观察实 验现象， 总结实 验结论 完成学 案 听讲解。 观察实 验想象， 总结结 论 完成学 出示教具：焦耳定律演示器。做简单介绍。 用焦耳定律演示器探究 Q 与 R 的关系，并得出 实验结论。 结论一：Q 与 R 有关。且当 I 和 t 相同时：R 越大， Q 越多；R 越小，Q 越少。 （2）探究 Q 与 I 是否有关 ： 控制变量为：_； 自变量为：_； 因变量为：_； 还能设计成串联电路吗？_ 但如果采用并联，而并联各支路 U 相等，两支路的 R 也相等，那两支路 I 不是也相等了吗？如何解决这 个问题呢？ 学生对这
11、个问题能明白，但解决这个问题会有困难。 因为涉及到混联电路。在这里，教师给学生时间思 考讨论不要求学生给出解决方法。而是由教师结合 教具讲解电路设计，给出电路图，并完成此问题的 探究。 电 路 图 实验数据记录表格 液面高度差的 大小 产生热量的 多少 I1(较大) I2(较小) 结论二：Q 与 I 有关。且当 R 和 t 相同时，I 越大， Q 越多；I 越小，Q 越少。 （3）探究 Q 与 t 是否有关 ： 从生活经验以及刚才的实验可知：同一个用电 器，工作时间越长产生的热就越多。这个本节 课就不通过实验验证了。 结论三：Q 与 t 有关。当 I 和 R 相同时：t 越长，Q 越多；t 越
12、短，Q 越少。 播放 PPT： 善于发现、 分析解决 问题以及 归纳总结 的能力。 培养学生 爱观察、 善于发现、 分析解决 问题以及 归纳总结 的能力。 发散学生 思维，积 极参与教 学活动， 活课堂气 氛。 养成科探 究精神。 理解并记 住焦耳定 课堂 小 结 作业 布 置 案 听讲解 做笔记 跟老师一起 分析 思考、讨论 说出自己的 见解 举手发言 观看 听讲 总结本节课 学到的内容 完成练习 介绍焦耳的生平 给出焦耳定律的内容和数学表达式。 焦耳定律： (1)内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方 成正比，跟导体的电阻成反比，跟通过的时间成正 比。 (2)数学表达 Q=I2Rt (
13、3)单位：I:安（A） R ：欧（）t：秒（s） Q: 焦耳（J） 播放 PPT： 例题：一个电炉子常工作时电阻丝的电阻为 45 欧， 若将其接入某电路中，通过它的电流为 5A。在 1min 内电流通过这个电炉产生的热量是多少？ 师生一起分析例题，由教师给出标准的板书。 学生可能会提出这个公式跟电功的一个公式相 同，那么电功跟电热是否一样呢？（如果学生 没有提出，那么老师提出来，让学生思考讨论） 肯定学生的分析，教师给予准确的分析。 (4)适用条件：纯电阻电路。即：电能完全转化为内 能的电路。此时：电功 W=电热 Q 引导学生分析：电热的利弊 提醒学生应有效的利用和防止电热 播放 PPT：展示
14、生活中利用电热工作的用电器 电热器 本节课你学到了什么？ 1、知识方面： 2、物理问题的研究方法方面： 3、其他方面： 练习： （一）夯实基础 1、实验表明，电流通过导体产生的热量跟_成 正比，跟_成正比，跟_成正比。这个规 律叫_定律， 2、下列事例中，不属于利用电热的是 ( ) 律 学习科学 家追求科 学的态度 和精神激 励学生勤 奋学习 让学生主 动参与例 题中，培 养他们思 维与能力 体现从物 理走向社 会 知识梳理 巩固新知 记录作业 3、 个 10 的电阻，通过它的电 流为 1A，通电 10s 产生的热量是多少？ 全品练习 分层次 作业，激 发学习乐 趣 七、 板书设计 （一） 电流的热效应： 1、 当电流通过导体时会产生热的现象叫电流的热效应。 2、 影响电流热效应的因素：电流 I、电阻 R、通电时间 t。 （二） 焦耳定律： 1、 内容： 2、 数学表达式：Q=I 2Rt 例题： 3、 电流热效应的利弊 八、 教学反思：
