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《電與熱》教案
《電與熱》教學(xué)設(shè)計 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
知識目標:
1.知道電流的熱效應(yīng);
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用。
過程方法:
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)實驗中的運用。
情感目標:
通過對焦耳生平的介紹,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
電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系
學(xué)習(xí)難點
實驗操作
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,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。
〖提出問題〗:
①比較它們有何不同?
②燈泡發(fā)光一段時間后,用手觸摸燈泡,有什么感覺?為什么?
③電風(fēng)扇使用一段時間后,用手觸摸電動機部分有什么感覺?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)熱時有什么規(guī)律?
二、進入新課,科學(xué)探究
(一)電流的熱效應(yīng)
電流通過導(dǎo)體時,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),因為電壓越大,電爐中產(chǎn)生的熱越多;
2.可能與電阻有關(guān),因為電爐絲發(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),因為常聽說,電流大容易引發(fā)火災(zāi)。
電流、電壓和電阻三個量之間是有聯(lián)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(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的特點 中把電與熱抽出來
發(fā)動學(xué)生猜想越充分越好
【設(shè)計實驗】應(yīng)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(chǎn)生熱的多少?(轉(zhuǎn)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(chǎn)生的熱對煤油或空氣加熱。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(lián)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(zhì)是煤油。
介紹課本上實驗。
2.被加熱的物質(zhì)是空氣。
老師使用電熱效應(yīng)演示器一臺進行演示,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,過一會兒發(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,精確的實驗表明: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,大量的精確實驗表明: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)理論上對該表達式的推導(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
英國物理學(xué)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(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(xué)生進行愛科學(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.任何用電器工作時都是產(chǎn)生電熱。因為用電器都是由一定阻值的導(dǎo)體組成的,導(dǎo)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(fā)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(zhuǎn)化為熱能,而是想轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)等裝置的用電器都需要防止電熱的產(chǎn)生。
如電視機的散熱窗、電動機的散熱風(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
通過畫出其本質(zhì)的電路圖,讓學(xué)生了解更清楚
所提供的這些實驗可做為參考,如果不能都做,向?qū)W生介紹一下也可以,學(xué)生會很有啟發(fā)的
公式表示體現(xiàn)了簡約性
焦耳定律應(yīng)該在此向?qū)W生展示一下
培養(yǎng)學(xué)生運用辯證眼光看問題的意識
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。
實驗的設(shè)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(guān)系時,一定要強調(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密。
焦耳定律的內(nèi)容與該節(jié)知識很貼近,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)系更具有簡單易記、精確明了的特點,只不過它沒有了著名物理學(xué)所賦予的光環(huán)。
作業(yè)
動手動腦學(xué)物理:①、②。
教
學(xué)
流
程
板
書
設(shè)
計
第四節(jié):電和熱
一、電流的熱效應(yīng):電流通過導(dǎo)體時,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)計實驗;3.進行實驗;4.分析論證;5.結(jié)論。
三、理論上對公式的推導(dǎo)
四、焦耳定律
五、電熱的利用和防止
課
后
反
思
這是一節(jié)實驗應(yīng)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(nèi)容多,需要教師及時轉(zhuǎn)換的角色也多。
1.實驗的猜想既要注意挖掘?qū)W生的不同觀點,又要將這些觀點注意引導(dǎo)到我們所要探究的因素上。
2.對實驗的設(shè)計要放開讓學(xué)生自己做,實踐發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思路有局限于課本上那個實驗的傾向,所以要設(shè)計一個良好的情景很是重要。注意讓學(xué)生的散開,發(fā)揮其主動性。
3.驗證該關(guān)系的實驗很多,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)生動手,我感覺演示也能很好地說明問題,提高實驗的質(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,所占時間不多,但對學(xué)生來說,收益卻很大。
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