《電與熱》教案

《電與熱》教案

    《電與熱》教學設計     河北省邯鄲市漢光中學 柴斌      
    課題
    第八章:電功率    第四節:電與熱
    學習
    目標
    知識目標:
    1.知道電流的熱效應;
    2.理解焦耳定律的內容、公式、單位及其運用。
    過程方法:
    知道科學研究中常用的等效替代法和控制變量法在本節實驗中的運用。
    情感目標:
    通過對焦耳生平的介紹,培養學生熱愛科學,勇于克服困難的決心和信心。
    學習重點
    電流的熱效應跟電阻大小的關系
    學習難點
    實驗操作
    教學方式
    演示法、觀察法、討論法。
    教具與
    媒體
    電流的熱效應演示器一臺,220V電源、火柴、電阻絲、泡沫塑料塊等及多媒體。
    一、創設情境,引入新課
    老師出示一些電器的圖片,讓學生觀察。
    〖提出問題〗:
    ①比較它們有何不同?
    ②燈泡發光一段時間后,用手觸摸燈泡,有什么感覺?為什么?
    ③電風扇使用一段時間后,用手觸摸電動機部分有什么感覺?為什么?
    ④電能在轉化為其他形式能的時候,為什么都要發熱?影響它們發熱的因素是什么?
    ⑤它們發熱時有什么規律?
    二、進入新課,科學探究
    (一)電流的熱效應
    電流通過導體時,電能要轉化成熱,我們把這種現象叫做電流的熱效應。
    (二)探究:電流產生的熱跟哪些因素有關呢
    【猜想】
    1.可能與電壓有關,因為電壓越大,電爐中產生的熱越多;
    2.可能與電阻有關,因為電爐絲發熱,而跟電爐絲相連的銅導線卻不太熱;
    3.可能跟電流有關,因為常聽說,電流大容易引發火災。
    電流、電壓和電阻三個量之間是有聯系的,明確了二個量就可以再確定另外一個量,故我們研究電流、電阻與導體產生熱量的關系就可以了。
    學生觀察
    學生回答
    學生嘗試回答
    學生回答
    師生討論
    注意從眾多的用電器工作時的特點 中把電與熱抽出來
    發動學生猜想越充分越好
    【設計實驗】應采用控制變量的方法
    1.如何控制電流一定時電阻的變化?
    2.如何控制電阻一定時電流的變化?
    3.如何比較電流產生熱的多少?(轉換的思想)
    〖方案〗
    第一次實驗:把兩個電阻放在煤油中或密閉的空氣盒中,使之它們產生的熱對煤油或空氣加熱。使兩電阻絲串聯,以保證它們的電流相等;讓甲瓶的電阻相對乙瓶中的較大,觀察兩瓶中煤油或空氣的膨脹程度,如圖1所示。
    第二次實驗:欲使其電阻一樣,電流不等,可以在兩個相等的電阻上再并聯一個等值的電阻絲,則干路和支路上的電流不相等,如圖2所示。
    【進行實驗】
    1.被加熱的物質是煤油。
    介紹課本上實驗。
    2.被加熱的物質是空氣。
    老師使用電熱效應演示器一臺進行演示,學生觀察。
    3.〖視頻播放〗:用凡士林將火柴粘在串聯的電阻絲上,接通電源,過一會兒發現,電阻大的火柴先掉下。
    4.用兩段不同材料電阻絲和一根長竹片制成的弓型的電熱鋸,串聯后接入電壓為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,電流產生熱的功率就越大,精確的實驗表明:電流產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,電流產生熱的功率也越大,大量的精確實驗表明:電流產生熱的功率與電流的平方成正比。
    【結論】
    上述關系式用公式表示為:P=I2R。
    (三)理論上對該表達式的推導
    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
    英國物理學家焦耳通過大量的實驗于1840年最先精確地確定電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比的結論,這與我們剛才得出的發熱功率與電流、電阻的關系是一致的,于是人們為了記住他,把這個規律叫做焦耳定律。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),通過的時間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,對學生進行愛科學的教育,激發學生的學習積極性。
    (五)電熱的利用和防止
    1.任何用電器工作時都是產生電熱。因為用電器都是由一定阻值的導體組成的,導體中或多或少在都有電阻,所以電流通過這些電阻時都會發熱。
    2.電熱的利用
    凡是加熱的裝置都利用了電熱。請大家舉一些實子說明。
    3.電熱的防止
    不是想把電能轉化為熱能,而是想轉化為機械能、化學等裝置的用電器都需要防止電熱的產生。
    如電視機的散熱窗、電動機的散熱風扇等。
    三、思考與練習(略)
    學生回答
    師生討論得出
   

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老師演示
    學生回答
    師生總結
    師生推導
    師生討論得出
    師生討論
    學生舉例
    控制變量的思想一定要體現出來
    通過畫出其本質的電路圖,讓學生了解更清楚
    所提供的這些實驗可做為參考,如果不能都做,向學生介紹一下也可以,學生會很有啟發的
    公式表示體現了簡約性
    焦耳定律應該在此向學生展示一下
    培養學生運用辯證眼光看問題的意識
    小
    結
    本節課我們學習了電熱產生的原因,及影響電熱產生多少的因素,電熱的利用和防止等知識。
    實驗的設計時我們一定要有控制變量的思想,在說明一個物理量與另一個物理量之間關系時,一定要強調其條件,是在什么量不變的情況下才有這樣的關系,使自己的敘述更加嚴密。
    焦耳定律的內容與該節知識很貼近,我們略一轉化就可以得出焦耳定律的內容。但本質上電流產生的熱與電阻的關系更具有簡單易記、精確明了的特點,只不過它沒有了著名物理學所賦予的光環。
    作業
    動手動腦學物理:①、②。
    教
    學
    流
    程
    板
    書
    設
    計
    第四節:電和熱
    一、電流的熱效應:電流通過導體時,電能要轉化成熱
    二、探究:電流產生的熱與哪些有關
    1.猜想;2.設計實驗;3.進行實驗;4.分析論證;5.結論。
    三、理論上對公式的推導
    四、焦耳定律
    五、電熱的利用和防止
    課
    后
    反
    思
    這是一節實驗應用課,其中的理論需要實驗驗證,得出的理論又要在生活中加以印證,所以該課的內容多,需要教師及時轉換的角色也多。
    1.實驗的猜想既要注意挖掘學生的不同觀點,又要將這些觀點注意引導到我們所要探究的因素上。
    2.對實驗的設計要放開讓學生自己做,實踐發現學生的思路有局限于課本上那個實驗的傾向,所以要設計一個良好的情景很是重要。注意讓學生的散開,發揮其主動性。
    3.驗證該關系的實驗很多,我們一定要根據條件安排好,能讓學生做的盡量讓學生動手,我感覺演示也能很好地說明問題,提高實驗的質量。
    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,所占時間不多,但對學生來說,收益卻很大。

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