18.4 焦耳定律 教学设计（表格式）

教学设计 课程基本信息 学科 初中物理 年级 九年级 学期 秋季 课题 焦耳定律 教学目标 1.能通过实例，认识电流的热效应，知道电流热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系。 2.通过理论推导和实验探究了解电流的热效应的影响因素，培养猜想、制定计划、分析数据、得出结论等科学探究能力，进一步学习控制变量的科学研究方法，体会转换法的研究思想，锻炼创新思维能力。 3.通过学习电流热效应的应用实例和危害防止，培养理论联系实际、将所学知识运用于实际的意识，体会物理知识对生产、生活的重要意义。 4.通过对物理学家焦耳事迹的学习，体会不懈追求的科研创新精神，激发热爱科学的情感。 教学内容 教学重点： 1. 通过实验探究电热与电流、电阻和通电时间的定性关系。 教学难点： 1.利用控制变量法和转换法设计探究实验。 2.电功与电热的关系。 教学过程 第一环节：创设情景，引入新课 观察“口香糖铝箔包装纸使电池短路”实验。看到了什么现象？说明了什么问题？在这个过程中能量是如何转化的？ 电流通过导体时，导体会发热，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。 生活中许多用电器接通电源后，都伴有热现象发生。同学们还能举出生活中哪些产生电热的现象？ 我们总结这些电热现象并进行归类，发现有些电热有用可以利用，如家里的电热水器、电钣锅等，有些电热对人们有害要加以防止，如电脑、电动机工作时产生的电热等。 不论是利用电热还是防止电热带来的危害，首先要搞清电流的热效应与什么因素有关。 请同学们结合观察与生活经验提出合理的猜想。 第二环节：提出猜想，理论推导 【提出猜想】 问题1：“口香糖纸使电池短路”实验中，为什么中间比较窄的部分先冒烟起火？ 猜想电流通过导体产生的热量可能与电阻有关。 问题2：插线板接入用电器太多，电源线发热会更明显，严重的会烧焦起火，这是为什么？ 猜想电流通过导体产生的热量可能与电流的大小有关。 问题3：长时间放在衣服上的电熨斗会使衣服烧焦，这说明什么？ 猜想电流通过导体产生的热量可能与时间的大小有关。 生活中的一些现象告诉我们，电热确实与电流、电阻、通电时间有关。 我们能否根据电流通过导体时将电能转化为内能推导电热与这三个因素的关系？ 【理论推导】 当消耗的电能全部转化为内能（电热）时，有Q＝W W=UIt，且U=IR ∴Q=W=UIt=I2Rt ∴Q=I2Rt 这就是焦耳定律的内容。 第三环节：设计方案，实验验证 【问题提出】 如果我们能通过实验来证明电热确实与这三个因素有关，那么就达到了实验与理论的完美统一！ 【实验设计】 当电热可能同时与电流、电阻、通电时间三个因素有关时，我们可以用什么方法去研究？怎样研究？请同学们根据以下表格完善探究过程与方法。 明确探究目的理清探究思路设计实验方法探究电热与电阻的关系保持I、t相同，改变导体R将两个阻值不同的电阻串联同时通电，比较电热探究电热与电流的关系保持R、t相同，改变导体中的电流方案一：改变电流，比较同一电阻相同时间产生的电热 方案二：通电相同时间阻值相同的电阻电流不同时产生的电热探究电热与通电时间的关系保持I、R相同，改变通电时间对某个电阻通电持续观察放热情况 采用什么方法来显示电热呢？ 介绍课本上使用的方法的原理，并交流学生的其他创新方法。 方法示意图说明方法一 加热液体，通过液体吸热温度变化的多少显示电热的大小方法二加热空气，通过空气吸热膨胀使U型管中液面高度差大小显示电热的大小 方法三给电阻丝通电，观察火柴头点燃时间的多少显示电热的大小方法四在电阻上贴上NCW系列可逆型变色测温贴片，通过变色快慢来显示电热的大小其它方法………… 为了能较好地培养创新思维，实验设计可不做任何器材限制，给学生提供充分开放的发挥 ... ...