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2019-2020年九年級(jí)物理下冊(cè) 15.3 電熱器 電流的熱效應(yīng)教案 蘇科版 (III) 【摘要】 本節(jié)課講述了怎樣學(xué)習(xí)電熱器和電流的熱效應(yīng)，通過(guò)教學(xué)視頻和學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生理解并掌握電熱器和電流的熱效應(yīng)。 【關(guān)鍵詞】視頻 實(shí)驗(yàn) 一、教材分析 本節(jié)課的內(nèi)容是:義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)教科書蘇科版九年級(jí)第十五章第三節(jié)。教材從常用電熱器的感官認(rèn)識(shí)出發(fā)，初步了解這樣一個(gè)事實(shí)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)時(shí)導(dǎo)體溫度升高，這種現(xiàn)象就叫電流的熱效應(yīng)。日常中所見(jiàn)的電熱器就是利用電流的熱效應(yīng)制成的。從能量的轉(zhuǎn)化角度看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程就是電流做功的過(guò)程，即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程。并了解電熱器的結(jié)構(gòu)與性能，了解電能利用的優(yōu)點(diǎn)，由此分析電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)發(fā)熱現(xiàn)象的利與弊。焦耳定律的教學(xué)是本節(jié)課的重點(diǎn)。教材從實(shí)驗(yàn)出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問(wèn)題的方法，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生能更好地體會(huì)的一些科學(xué)研究的方法，避免了一開(kāi)始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)生造成理解的困難和對(duì)純電阻電路的理解的困難。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服。同時(shí)啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識(shí)。在探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上介紹了“焦耳定律”；教材最后又回到生活中，使學(xué)生了解“電熱的利用和防止”?！峨姛崞麟娏鞯臒嵝?yīng)》既是對(duì)第十五章《電功和電熱》中電能、電功率的一個(gè)應(yīng)用的總結(jié)，又是對(duì)家庭用電安全部分的一個(gè)鋪墊。 二、教案背景 本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象為初三（九年級(jí)）學(xué)生，在初二一年的學(xué)習(xí)中，他們已經(jīng)掌握了學(xué)習(xí)物理的方法和習(xí)慣。在生活經(jīng)驗(yàn)方面，學(xué)生經(jīng)常接觸到電熱器，對(duì)電流的熱效應(yīng)已有了一定的了解；在知識(shí)儲(chǔ)備方面，學(xué)生對(duì)歐姆定律、電功率有了一定的基礎(chǔ)；在研究方法上，對(duì)于轉(zhuǎn)換法、控制變量法、探究性學(xué)習(xí)的過(guò)程與方法也有了一定的認(rèn)識(shí)。同時(shí)對(duì)于與生活接觸緊密的電熱現(xiàn)象及其應(yīng)用，學(xué)生興趣濃厚。所以，本節(jié)課的關(guān)鍵在于教師正確引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，讓學(xué)生充分討論、探究、合作、交流，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。 三、設(shè)計(jì)思想 在新課程改革的今天，教師要改變從前陳舊的教學(xué)觀點(diǎn)，用新的教學(xué)理念來(lái)武裝自己，來(lái)適應(yīng)新課改的需求，今后在教學(xué)中要注意作到：本著“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)、設(shè)計(jì)理念，教師要精心設(shè)計(jì)好適用于學(xué)生學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生發(fā)展的動(dòng)態(tài)方案，以便凸現(xiàn)探究過(guò)程和探究方法，給學(xué)生一個(gè)充裕的思考問(wèn)題（包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究）的時(shí)空。并在本節(jié)的教學(xué)過(guò)程中始終將學(xué)生置于研究者、探索者的位置，讓學(xué)生通過(guò)自身的思考和合作學(xué)習(xí)來(lái)獲取知識(shí)和技能、掌握過(guò)程與方法、學(xué)會(huì)交流與合作。從實(shí)際生活中物理現(xiàn)象出發(fā)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景引入課題，再由學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中利用觀察法歸納出結(jié)論和規(guī)律，不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，又能提高學(xué)生解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力。還有在本案例的教學(xué)過(guò)程中，能靈活運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、歸納等科學(xué)方法，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)思維方式和科學(xué)方法?？傊?，教師在教學(xué)的過(guò)程中，要不斷的學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)思想，在新課改的理念指引下，轉(zhuǎn)變自己陳舊的觀念，以適應(yīng)新的教育教學(xué)任務(wù)。 四、設(shè)計(jì)策略 本節(jié)課總體上采用 “生活物理”、“觀察思考”、“實(shí)驗(yàn)探究”、“聯(lián)系生活”、“課堂梳理”和“知識(shí)拓展”等六大板塊進(jìn)行教學(xué)。充分體現(xiàn)“注重科學(xué)探究” 和“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”等的基本理念，焦耳定律的教學(xué)屬于物理定律的教學(xué)，本節(jié)課擬采用多媒體技術(shù)與教師演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法。教師邊演示、邊導(dǎo)控、學(xué)生邊觀察、邊思考，并通過(guò)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)歸納總結(jié)，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)。充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的教學(xué)原則。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維，本節(jié)課力圖通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究與學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合的手段，引導(dǎo)學(xué)生完成這個(gè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生初步體會(huì)到“創(chuàng)新”的喜悅，加深學(xué)生對(duì)物理這門學(xué)科的感情。學(xué)生對(duì)于控制變量法的實(shí)驗(yàn)的印象應(yīng)該說(shuō)是比較深刻的，但是在結(jié)論的敘述上也存在一定的問(wèn)題，特別是焦耳定律這樣有三個(gè)變量的公式，而且對(duì)于電功和電熱在認(rèn)識(shí)上和計(jì)算上都存在著誤區(qū)，所以針對(duì)這樣問(wèn)題，在教學(xué)設(shè)計(jì)上采取了學(xué)生自主復(fù)習(xí)，教師重點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練的方法，通過(guò)典型例題講解和練習(xí)，對(duì)典型實(shí)例分析解釋，來(lái)加深學(xué)生的印象，提高學(xué)生理解和分析、計(jì)算能力。 五、教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)難點(diǎn) 1、知識(shí)與技能 1、熟悉常見(jiàn)的電熱器，了解電流的熱效應(yīng); 2.認(rèn)知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān); 3.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位和應(yīng)用。 2、過(guò)程與方法 知道科學(xué)研究方法常用的方法轉(zhuǎn)換法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用方法;通過(guò)觀察生活中常見(jiàn)的電熱器及其構(gòu)造，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、分析問(wèn)題的能力。 3、情感態(tài)度和價(jià)值觀 通過(guò)分析電熱的利與害，使學(xué)生能夠辯證地看問(wèn)題，加強(qiáng)辯證唯物主義教育;通過(guò)對(duì)焦耳生平的介紹，使學(xué)生受到其刻苦鉆研精神和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的感染和熏陶。 4、行為與創(chuàng)新 本教學(xué)設(shè)計(jì)用到五段視頻和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(一個(gè)實(shí)驗(yàn)多次說(shuō)明問(wèn)題)。 5、重點(diǎn) 演示實(shí)驗(yàn)中得出電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與導(dǎo)體中通過(guò)的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)是這節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)。 6、難點(diǎn) 用Ulead GIF Animator制作簡(jiǎn)單GIF動(dòng)畫 六、教學(xué)方法 演示講解、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主探究、生生互助 七、教學(xué)過(guò)程 引入新課：有一天，小明放學(xué)回家后接到媽媽的電話，媽媽囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。等媽媽下班回家時(shí)看到小明在寫作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)有打開(kāi)，很高興。可媽媽用手摸了一下電視機(jī)的后蓋就發(fā)現(xiàn)，小明沒(méi)有按照媽媽說(shuō)的做，看過(guò)電視，你知道小明的媽媽是根據(jù)什么道理判定的嗎？ 生活中還有哪些類似的現(xiàn)象？ （一）、電流熱效應(yīng)的概念： 電流通過(guò)電燈時(shí)要發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，電流通過(guò)電爐、電熨斗、電飯鍋等都要發(fā)熱。我們把電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能要轉(zhuǎn)化成熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 [觀察1]：觀看視頻 “電爐的工作過(guò)程”。 討論：電爐絲通過(guò)導(dǎo)線接到電路里，電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱？即，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？合理的猜想是科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo)，是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的前提，請(qǐng)同學(xué)們圍繞電路的工作過(guò)程展開(kāi)合理的猜想，學(xué)生參與，討論思考并提出猜想，相互交流：電熱的多少與電壓、電流、電阻、時(shí)間等因素有關(guān)。 （激發(fā)學(xué)生的猜想，培養(yǎng)學(xué)生參與探究問(wèn)題的興趣和探究活動(dòng)的實(shí)踐能力） 結(jié)合猜想總結(jié)：物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)任何導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，都和導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間有關(guān)。 演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 （1）如何證明同學(xué)們的猜想是正確的呢？ （2）怎么樣去做才好呢？ 教師介紹實(shí)驗(yàn)裝置，并提問(wèn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是如何展示熱量的多少？并進(jìn)行確證。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序？（學(xué)生匯報(bào)后板書實(shí)驗(yàn)方案）回答：（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；（2）用控制變量法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)；（3）學(xué)生相互討論后回答：溫度計(jì)、玻璃管中煤油的液面；（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。匯報(bào)交流并請(qǐng)能力強(qiáng)的三位同學(xué)參與實(shí)驗(yàn)（解說(shuō)、操作、記錄）。 （再次認(rèn)同探究的基本程序；培養(yǎng)學(xué)生積極思考并參與探究的活動(dòng)；培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力） （二）探究影響電流熱效應(yīng)的因素： 1、研究通電導(dǎo)體電阻大小對(duì)產(chǎn)生熱量影響 方法：將A、B串聯(lián)在電路中，控制電流 、通電時(shí)間相同，通過(guò)煤油溫度的變化比較通電導(dǎo)體電阻大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響。 2、研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 方法：只觀察B裝置，通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變鎳鉻合金絲電流，保持通電時(shí)間相同，看煤油溫度的變化。 3、研究通電時(shí)間對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 方法：仍選用B裝置，延長(zhǎng)通電時(shí)間，看煤油溫度的變化 [觀察2]：觀看視頻 “電流的熱效應(yīng)”。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 結(jié)論1. 在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論2. 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論3. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論4.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)、與導(dǎo)體中的電流有關(guān)、與通電時(shí)間有關(guān)，而且導(dǎo)體的電阻越大、導(dǎo)體中的電流越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。 今天我們的實(shí)驗(yàn)只能定性得出電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻、與導(dǎo)體中的電流、與通電時(shí)間；而在實(shí)際的電熱計(jì)算中需要定量的關(guān)系，早在1840年英國(guó)的物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)確定熱量與導(dǎo)體的電阻、與導(dǎo)體中的電流、與通電時(shí)間的確切關(guān)系，即焦耳定律：電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比 。 公式：Q=I2Rt 單位：I—安 R—?dú)W t—秒 Q—焦 本節(jié)課雖然我們不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出焦耳定律公式，但可以通過(guò)電能轉(zhuǎn)化和歐姆定律推導(dǎo)出焦耳定律。 電能在生活中有著廣泛的應(yīng)用，它可以根據(jù)人們的需要轉(zhuǎn)化為不同形式的能。 [觀察3]：觀看視頻 “電能”。 通常情況下，電流做功所產(chǎn)生的熱量?jī)H是電流做功的一部分，Q﹤W （三）、電熱的利用和防止： [觀察4]：觀看視頻“電熱的利用”。 [閱讀]：討論總結(jié)如何利用電熱？如何防止電熱？ [結(jié)論]：利用電熱的例有：電暖氣、電烙鐵、電熱毯、冷暖 空調(diào)等在供電時(shí)都是利用電流的熱效應(yīng)。 [觀察5]：觀看視頻“電熱的危害和防止”(在教學(xué)參考書后面的光盤上有的)。 [結(jié)論]：防止電熱的方法有：電動(dòng)機(jī)利用翼狀散熱片增大散熱面積、電冰箱在放置時(shí)后背要與墻壁保持一定距離使熱量通過(guò)空氣散熱；計(jì)算機(jī)內(nèi)的小風(fēng)扇主動(dòng)把熱空氣驅(qū)走等。 結(jié)束語(yǔ)：科學(xué)是一把雙刃箭，生活中的電熱器件很多，要想合理地利用他，需要我們對(duì)電熱知識(shí)有更加深入的了解。 （四）、鞏固練習(xí) 利用多媒體課件展示“想一想”、“畫一畫”、“試一試”、“辯一辯”、“看一看”等形式的問(wèn)題。特別是“想一想”的問(wèn)題可以起到“點(diǎn)題”的效果，可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)“相對(duì)”一詞的理解程度。 （鞏固練習(xí)不僅是為了讓學(xué)生掌握新課的基本知識(shí)，更重要的是將本節(jié)研究問(wèn)題的方法及思維程序提煉出來(lái)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題，使學(xué)生初步學(xué)會(huì)這些方法并體會(huì)到它們?cè)诮鉀Q問(wèn)題中的巨大作用，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)的真正目的符合新課程標(biāo)準(zhǔn)“物理源于生活，又高于生活，最終服務(wù)于生活”的科學(xué)定位。） （五）、布置作業(yè) ①完成導(dǎo)學(xué)手冊(cè)相關(guān)的練習(xí)。②預(yù)習(xí)安全用電的知識(shí)。 （六）、板書設(shè)計(jì)。 ξ15.3電熱器電流熱效應(yīng) 1.電流熱效應(yīng)：通電導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 2.焦耳定律： （1）內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。 （2）公式：Q = I2Rt 3、電熱的利用和防止：（1）利用電熱的例有：電暖氣、電烙鐵、電熱毯、冷暖空調(diào)等在供電時(shí)都是利用電流的熱效應(yīng)。（2）防止電熱的方法有：電動(dòng)機(jī)利用翼狀散熱片增大散熱面積、電冰箱后背要有散熱窗。 八、教學(xué)反思