苏科版九年级物理下册第十五章15.3、电热器 电流的热效应 教学设计

§15.3
电热器
电流的热效应
教学设想
本节课是以解决问题为主导的思想，让学生采用小组合作学习来完成自主学习、探究学习的教学方式。首先通过设疑“寒冷的冬天，很多的家庭为了取暖，使用电热毯，同学们电热毯的原理是什么？电热毯工作时，电热毯热了，而连接电热毯的导线却不怎么热，为什么？”引入课题，让学生观察图15-10，议一议它们的共同点，从而得出了有关电热器的概念及材料的特点和原理——电流的热效应。然后再通过设疑“电流通过电热器所产生热量的多少与哪些因素有关？”引导学生猜测电热的多少与哪些因素有关，从而迅速地切入正题——用实验的方法研究电热与电流、电阻和时间的关系。这样做的好处是体现了物理知识“从生活中来”的指导思想，也体现了物理研究问题的方法。学生
在已有经验基础上来解决这些问题，把学生思维调动起来直接进入角色，继而联系生活，把学生带入探究的氛围中，解决系列探究问题，最后得出结论。
教学目标
1．
知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置。
2．
通过探究，知道电热的影响因素；在实验过程中，渗透物理研究方法：讨论法、观察法、转换法，培养学生的观察分析能力和概括能力。
3．
通过对实验的猜想、设计，锻炼学生的思维能力，设计能力。
4．
通过焦耳定律的应用，使学生学会由旧知识向新问题的转化，培养学生应用知识解决问题的能力。
教学重点：1、知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置。
2、通过实验探究电热与电流、电阻、通电时间的关系，理解焦耳定律。
教学难点：
通过实验猜想、设计、探究电热的影响因素，理解焦耳定律。
教学流程：
通过取暖器引入课题——学生举电热器的例子——播放视频《电热引发的火灾》——探究电热的影响因素——得出焦耳定律的结论——学以致用
——巩固练习——课堂小结。
教学方法：
观察法、讨论法、讲练法。
教学准备：
投影仪、自制PPT课件、电热器、焦耳定律演示器
学生准备：
1、
观察家里的用电器，了解其中主要用来产生热量的用电器的功能。
2、
阅读家庭中电热器的说明书。
教学设计：
引入新课：
出示一台电暖器，并通电。
（待电热管发红时，请学生近前感受电热管与通电导线的温度，为后续的猜想出电热与电阻有关提供一些感性认识。）
【师】：观察到了什么现象？
【生】：现象是：电热管热的发红，而铜导线却几乎不发热。
【提问】：能否从物理学的角度说一说电暖器是如何为我们提供方便的？
【生】：把电能转化成内能，从而为我们提供热量。
【师】：我们把这种电流通过导体时产生热量的现象称为电流的热效应。主要利用电流的热效应，将电能直接转化为内能的装置称为电热器。
——引出课题，并板书。
进行新课：
一、电热器：
【师】：通过你们对家里的用电器的调查了解，有哪些属于电热器？
【生】：电饭煲、电水壶、电热毯、电炉、饮水机
。。。。。。
（其他同学可以自由补充）
（通过让学生举例，丰富学生对电热器的认识。学生有可能举出一些不是电热器的例子，教师适时引导学生紧紧扣住“主要利用电流的热效应，把电能直接转化为内能”来进行辨别。）
点评：让学生更进一步的了解电热器，感受电能转化为内能为我们服务。
【师】：这些电热器都给我们的生活带来了很大的方便。但是科技发展是一把双刃剑，如果使用不当也会给我们带来灾难。下面请看一段视频：
用课件播放《电热引发的火灾》。
【生】：观看视频
【师】：观看视频，你们有何感想？
学生纷纷发表自己的看法、感想，并迫切的想要知道怎样才能合理的利用电流的热效应。
点评：通过播放视频，激起学生进一步求知的欲望，探索影响电流热效应的因素的热情。
二、活动15.3
探究影响电流的热效应的因素：
【师】：影响电流热效应的因素有哪些？请同学们大胆的猜想一下，并说出猜想的依据。
【猜想】生1：可能跟电流大小有关。
因为如果没有电流，就不会有热量产生。
生2：可能跟电阻大小有关。
因为刚才的电暖器通电时，电热管热的发红，而铜导线却几乎不发热，说明书上说电热管是阻值比较大的电阻。（师可引导让学生明确电流相等）
生3：跟通电时间有关。
因为电暖器是通电一会儿后，才开始慢慢变红的，并且通电时间越长，消耗的电能就越多，转化成的内能也就越多。
……
【设计实验】学生根据学案上的提示讨论设计实验方案，并画出相应的电路图。
1.
探究电热与电阻的关系：
请一学生把电路图画在黑板上并说明设计思路：
【生】：把两个阻值不同的电阻串联，保证电流和通
电时间相同，比较产生的电热的多少。
请其他学生点评，并说明滑动变阻器的作用。
【提问】：①怎样比较通电导体产生的热量的多少？
【生】：通过观察温度计的示数来比较。
（说明：这是一个难点，引导学生类比“比较燃料燃烧产生的热量多少”的方法：可以让某种液体吸收电热，通过温度计的示数来比较电热的多少，再根据Q=cm△t,学生很容易想到要取等质量的同种液体。
通过类比前面已有的知识、经验想出解决问题的办法，不仅锻炼了学生的思维能力，设计、解决问题的能力，而且突破了本实验中的一个设计难点。）
【提问】：②升温液体为什么用煤油而不用水？（课件展示图片）
【生1】：因为水导电。
【生2】：水的比热容较大，吸热升温慢。
【师】：出示焦耳定律演示器
请学生观察，找出与教科书上的实验装置的异同点，并指出其优缺点。
【生】：书上的装置是利用温度计（液体的热胀冷缩）显示实验现象，而演示器是利用气体的热胀冷缩，现象更明显。
（此问题学生回答不出时，可作适当的引导，并让学生明确要观察的对象。）
点评：由于实验室没有足够的学生实验器材，所以本实验改为演示实验，并且该演示器展示的现象要比书上的装置明显的多。
【师】利用演示器探究电热与电阻的关系，学生认真观察，并分析获得结论。然后请学生根
据现象表述结论1。
特别提醒：对于结论的表述要注意其严谨性（在。。。。。。相同时，。。。。。。）
2.
探究电热与电流的关系：
学生讨论设计实验电路，师请学生把有代表性的电路图画在黑板上，并适当说明，然后集体点评。
【生1】：如图，移动滑动变阻器改变电流，
比较R1先后产生的热量的大小。
【生2】：如图，移动滑动变阻器改变电流，
比较产生热量的多少
（生1的设计方案可行，对于生2的电路图请有不同意见的同学进行点评，并加以修正。）
【生3】：他没有控制电阻相同。（修正如右图）
【师】：演示生3的实验设计方案.
【生】：观察并获得结论。
【师】
请学生表述电热与电流的关系的结论，并注意表述的严谨性。
点评：实验设计放手让学生自行完成，不仅锻炼了学生的思维能力，运用控制变量法的能力，而且也锻炼了电路设计能力。
3.
探究电热与时间的关系：
师演示，生得出结论。（说明：对于电热与时间的关系，学生很容易理解，可简单一带而过，以节约时间。）
三．焦耳定律：
师生讨论归纳：综合上述结论1、2、3得出焦耳定律：
【师】：英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即：
电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比
。
（此处对焦耳的生平、故事向学生作一个简介，增进学生对科学家的了解和敬佩。）
引导学生：把焦耳定律与前面的电功及公式进行类比，得出焦耳定律的计算公式：
公式：
Q
=
I2
R
t
单位：I—安
R—欧
t—秒
Q—焦
（至此，本节课的重点及难点内容都学习完毕。）
四．学以致用：
【师】：我们学习了焦耳定律，怎样回答刚才的问题？（电阻丝和导线通过的电流相同。为什么电阻丝热的发红，而导线却几乎不发热？）
【生】：通过的电流和通电时间相同，导线电阻远小于电阻丝的电阻，产生的热量少。
【请你当回设计师：】
【师】：显然，我们希望热量更多的集中在电炉的发热体上，而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律Q=I2Rt
，你对发热体和导线的材料有何建议？
【生】：发热体：电阻大，熔点高
导线：电阻小，熔点高
点评：在得出焦耳定律的结论后，再回答课堂之初的问题，起到首位呼应的作用。也让学生体会到物理是有用的，可以为我们解疑答惑。而后让学生思考设计以拓宽学生的思维。
（通过师生互动，教师适时引导点拨，步步深入，让学生概括归纳，学有所得、学有所用。）
五．课堂练习：
1.
导体的电阻为5
Ω
，通过它的电流为2A，在1秒内，导体将产生多少J的热量？
2．一只烘干箱，当通过的电流是5安时，每分钟产生的热量是6.6×104焦，求该烘干箱发热体的电阻？
学生把解题过程写在课堂练习本上，并请两名学生板演，然后集体点评。
注：点评的过程中强调学生注意解题格式和公式的变形及正确应用。
说明：在得出焦耳定律的公式后，及时用练习巩固，以强化学生的记忆及对公式的灵活运用。
六．课堂小结：
让学生结合学案回忆整堂课的流程，并小结本堂课的收获。
七．作业布置：学案后面附的课后作业1-8题。
板书设计：
§15.3
电热器
电流的热效应
一、电热器
二、电热的影响因素
三、焦耳定律：
1、内容
：
2、公式：Q=I2Rt
3、单位：J
3．推导公式：Q热
=
W
=
UIt
R1
R2
R1
R2
R1
R2
R1=4.7Ω
R2=4.7Ω