人教版物理选修3-1第二章第五节《焦耳定律》教学设计
文档属性
| 名称 | 人教版物理选修3-1第二章第五节《焦耳定律》教学设计 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 73.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-11-16 12:13:01 | ||
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文档简介
第五节
焦
耳
定
律
一、教学目标：
1．从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系
2．知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用
3．从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非电阻电路
过程与方法：
1.
体验电能与其它形式能的转化；
2.
感受纯电阻电路与非纯电阻电路中能的转化方式不同
3.
关注焦耳定律在生活、生产中的应用
二、学生情况及学习任务的分析
选修3-1中《恒定电流》人教版第5节《焦耳定律》是在学习了串、并联电路，学生掌握了串、并联电路的电流、电压、电阻间的关系后所进行的一节。在其中主要研究电能与其他形式能的转化，形成电功、电功率的概念，掌握焦耳定律，理解纯电阻电路与非纯电阻电路中能的转化的区别，并从中认识到在实际生活中电能的不同转化形式。教材中有两个要点：一是理解电功和电功率；二是理解焦耳定律，从而更好理解纯电阻电路和非纯电阻电路。难点在于：要区分纯电阻电路和非纯电阻电路，从则区分电功率与热功率的不同。在本节的内容中主要从电动机的分析让学生明白两种电路的不同。但电动机对学生是比较抽象的用电器。
电是抽象的，电流是抽象的，电能也是抽象的，电能的转化也是抽象的。学生在学习这一节的过程中，明显的感到抽象难懂。只能死记硬几个公式。无法正确理解每个公式的物理含义，更不说正确的应用了。
三、教学设想
针对这种现象及学生的具体情况，在这堂课的教学中，尝试着加深学生的体验，从生活中的电烙铁、生活中的电吹风、手机充电电池，让学生体验电能与其它形式能的转化，然后用演绎推理的方法，联系到电场做功的相关知识，结合“功是能转化量度”这一贯的思想推导电流做功、电功率的表达式(注意与力做功、功率的知识相类比)。对于焦耳定律的引入，应用了实验引入，观察电动机正常工作、卡住转动轴时的电压与电流，发现它们的不同，分析该情况，从而让学生明白电动机也有电阻，正常工作时也会产生热量。让学生理解p53中的“究竟电能会转化为哪种形式的能，要看电路中有哪种类弄的元件。展开焦耳定律、热功率的推导，并进一步的比较分析：电功与热功、电功率与热功率、纯电阻电路与非纯电阻电路。
课堂中：由体验到认识，由感性到理性，由宏观到抽象是这一堂的主线。同时，在本堂课中学生的主动参与，激发学生的学习兴趣是本堂课成功的关键。
四、教学过程
1、小仪器体验，认识生活中的电器
展示学习本节的学习目标后，组织好学生上课。首先展示电烙铁，先未加电，感受其温度，然后加电，一会发热，让学生感受其温度(强度感受的方法，加强生活知识的传授)，让学生体验电能转化为电烙铁的内能。接下来展示生活中的电吹风，让它工作起来，同样让学生感知电能与内能和动能间的转化(能用手将进风口挡住吗？)
让学生感知：电能可以转化为其它形式的能
2、激发思考
演绎推理
问：你知道有多少电能转化为热能或其它形式的能吗？
你知道功能关系吗？
你知道计算电场力做功的公式吗？
小组合作学习：推导电流做功的表达式
小组展示讲解：电流做功的表达式的推导过程：
(比书写、比逻辑严密)
问：电流做功有快慢吗？
如何表示电流做功的快慢？(与力做功及力做功的快慢相比较)
得到电功率的表达式：
P
=
UI
强
调：单位(与力学中的功、功率相比较)
练习1：(通过此练习，熟悉电功率公式及串、并联电路的特点)
在几个电阻串联或并联组成的电路中，试根据串、并联电路的电流、电压特点证明：
⑴串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比
⑵并联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比
练习2：认识生活中的用电器
电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。如图所示为电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝。分析自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态，说明理由。
(通过此题的分析，让学生感受到学有所用。用所学的知识去分析生产、生活中的实际问题是我们的能力要求)
3、观察实验
发现问题
我们一起来观察电动机的工作情况：用如下的电路图测出电动机两端的电压和电流，记下
U1
=
I1
=
。用物体卡住电动机，让电动机不转动，记下此时电压表和电流表的读数
U2
=
I2
=
。
小组讨论：上面的数据反映了什么？
(由小组讨论：展示在小黑板上)
小组讲解：各小组上互相补充，从而形成一个比较完整的认识：究竟电能会转化为哪种形式的能，要看电路中具有哪种元件
讲解：电路的分类
纯电阻电路：
非纯电阻电路：
(强化：电能转化的不同的形式，在纯电阻电路中欧姆定律不再适用)
4、焦耳定律
电生热
小组合作学习：⑴
推导焦耳定律的表达式及定律的内容
⑵
热功率的表达式
(小组展示
在小黑板上，上台讲解)
比较：
电功率与热功率
(小组展示，上台讲解)
练习：
一个电动机，线圈的电阻为0.4Ω，当它两端所加的电压为220v时，通过的电流是5A，这台电动机每分种所做的机械功有多少？(小组合作学习)
(进一步的感受纯电阻电路和非纯电阻电路的不同及电能在两种电路中转化的形式不同，从而加深对纯电阻电路和非纯电阻电路的理解)
5、总结方法
当堂练
焦
耳
定
律
一、教学目标：
1．从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系
2．知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用
3．从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非电阻电路
过程与方法：
1.
体验电能与其它形式能的转化；
2.
感受纯电阻电路与非纯电阻电路中能的转化方式不同
3.
关注焦耳定律在生活、生产中的应用
二、学生情况及学习任务的分析
选修3-1中《恒定电流》人教版第5节《焦耳定律》是在学习了串、并联电路，学生掌握了串、并联电路的电流、电压、电阻间的关系后所进行的一节。在其中主要研究电能与其他形式能的转化，形成电功、电功率的概念，掌握焦耳定律，理解纯电阻电路与非纯电阻电路中能的转化的区别，并从中认识到在实际生活中电能的不同转化形式。教材中有两个要点：一是理解电功和电功率；二是理解焦耳定律，从而更好理解纯电阻电路和非纯电阻电路。难点在于：要区分纯电阻电路和非纯电阻电路，从则区分电功率与热功率的不同。在本节的内容中主要从电动机的分析让学生明白两种电路的不同。但电动机对学生是比较抽象的用电器。
电是抽象的，电流是抽象的，电能也是抽象的，电能的转化也是抽象的。学生在学习这一节的过程中，明显的感到抽象难懂。只能死记硬几个公式。无法正确理解每个公式的物理含义，更不说正确的应用了。
三、教学设想
针对这种现象及学生的具体情况，在这堂课的教学中，尝试着加深学生的体验，从生活中的电烙铁、生活中的电吹风、手机充电电池，让学生体验电能与其它形式能的转化，然后用演绎推理的方法，联系到电场做功的相关知识，结合“功是能转化量度”这一贯的思想推导电流做功、电功率的表达式(注意与力做功、功率的知识相类比)。对于焦耳定律的引入，应用了实验引入，观察电动机正常工作、卡住转动轴时的电压与电流，发现它们的不同，分析该情况，从而让学生明白电动机也有电阻，正常工作时也会产生热量。让学生理解p53中的“究竟电能会转化为哪种形式的能，要看电路中有哪种类弄的元件。展开焦耳定律、热功率的推导，并进一步的比较分析：电功与热功、电功率与热功率、纯电阻电路与非纯电阻电路。
课堂中：由体验到认识，由感性到理性，由宏观到抽象是这一堂的主线。同时，在本堂课中学生的主动参与，激发学生的学习兴趣是本堂课成功的关键。
四、教学过程
1、小仪器体验，认识生活中的电器
展示学习本节的学习目标后，组织好学生上课。首先展示电烙铁，先未加电，感受其温度，然后加电，一会发热，让学生感受其温度(强度感受的方法，加强生活知识的传授)，让学生体验电能转化为电烙铁的内能。接下来展示生活中的电吹风，让它工作起来，同样让学生感知电能与内能和动能间的转化(能用手将进风口挡住吗？)
让学生感知：电能可以转化为其它形式的能
2、激发思考
演绎推理
问：你知道有多少电能转化为热能或其它形式的能吗？
你知道功能关系吗？
你知道计算电场力做功的公式吗？
小组合作学习：推导电流做功的表达式
小组展示讲解：电流做功的表达式的推导过程：
(比书写、比逻辑严密)
问：电流做功有快慢吗？
如何表示电流做功的快慢？(与力做功及力做功的快慢相比较)
得到电功率的表达式：
P
=
UI
强
调：单位(与力学中的功、功率相比较)
练习1：(通过此练习，熟悉电功率公式及串、并联电路的特点)
在几个电阻串联或并联组成的电路中，试根据串、并联电路的电流、电压特点证明：
⑴串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比
⑵并联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比
练习2：认识生活中的用电器
电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。如图所示为电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝。分析自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态，说明理由。
(通过此题的分析，让学生感受到学有所用。用所学的知识去分析生产、生活中的实际问题是我们的能力要求)
3、观察实验
发现问题
我们一起来观察电动机的工作情况：用如下的电路图测出电动机两端的电压和电流，记下
U1
=
I1
=
。用物体卡住电动机，让电动机不转动，记下此时电压表和电流表的读数
U2
=
I2
=
。
小组讨论：上面的数据反映了什么？
(由小组讨论：展示在小黑板上)
小组讲解：各小组上互相补充，从而形成一个比较完整的认识：究竟电能会转化为哪种形式的能，要看电路中具有哪种元件
讲解：电路的分类
纯电阻电路：
非纯电阻电路：
(强化：电能转化的不同的形式，在纯电阻电路中欧姆定律不再适用)
4、焦耳定律
电生热
小组合作学习：⑴
推导焦耳定律的表达式及定律的内容
⑵
热功率的表达式
(小组展示
在小黑板上，上台讲解)
比较：
电功率与热功率
(小组展示，上台讲解)
练习：
一个电动机，线圈的电阻为0.4Ω，当它两端所加的电压为220v时，通过的电流是5A，这台电动机每分种所做的机械功有多少？(小组合作学习)
(进一步的感受纯电阻电路和非纯电阻电路的不同及电能在两种电路中转化的形式不同，从而加深对纯电阻电路和非纯电阻电路的理解)
5、总结方法
当堂练