2017年秋沪科版物理九年级名师导学案：16.4科学探究：电流的热效应

2017年秋沪科版物理九年级名师导学案：16.4科学探究：电流的热效应一、教学内容本节课的教学内容选自沪科版物理九年级第16章第4节，主要内容包括电流的热效应的概念、电流产生热量的多少与哪些因素有关以及电能与热能的转化。二、教学目标1.让学生理解电流的热效应，掌握电流产生热量的计算方法。2.培养学生运用控制变量法进行科学探究的能力。3.引导学生关注物理知识在生活中的应用，提高学生的科学素养。三、教学难点与重点重点：电流的热效应的概念及电流产生热量的计算方法。难点：控制变量法在电流热效应研究中的应用。四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实验器材（电流表、电压表、电阻器、灯泡等）。学具：笔记本、笔、实验报告表格。五、教学过程1.实践情景引入：以家庭用电器为例，让学生思考电流在流过用电器时会产生热量，进而引出电流的热效应。2.知识讲解：（1）电流的热效应：电流流过导体时，导体会发热，这种现象叫做电流的热效应。（2）电流产生热量的计算：电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。热量Q=I²Rt，其中Q表示热量，I表示电流，R表示电阻，t表示通电时间。3.实验探究：（1）分组实验：学生分组进行实验，观察电流通过不同电阻时的热量产生情况，记录实验数据。（2）数据分析：学生根据实验数据，探讨电流产生热量与电流、电阻的关系。4.例题讲解：出示例题，如：“一个电阻值为R的电阻，当电流为I时，通电时间为t，求电阻产生的热量。”引导学生运用所学知识解决问题。5.随堂练习：布置练习题，让学生运用电流的热效应知识计算电流通过电阻产生的热量。6.知识拓展：引导学生思考电流的热效应在生活中的应用，如电暖器、电饭煲等。六、板书设计电流的热效应：1.概念：电流流过导体时，导体会发热。2.计算公式：Q=I²Rt。3.影响因素：电流、电阻、通电时间。七、作业设计1.题目：计算电流通过一个电阻值为R的电阻，当电流为I时，通电时间为t，电阻产生的热量。答案：Q=I²Rt。2.题目：讨论电流的热效应在生活中的应用。答案：如电暖器、电饭煲等。八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入，让学生了解电流的热效应，通过实验探究和例题讲解，使学生掌握电流产生热量的计算方法。在教学过程中，注意引导学生运用控制变量法进行科学探究，提高学生的实验能力和科学素养。作业设计紧密结合课堂内容，巩固学生对电流的热效应的理解。拓展延伸：引导学生思考电流的热效应在生活中的应用，提高学生的科学素养。重点和难点解析：控制变量法在电流热效应研究中的应用在教学过程中，电流热效应的研究是一个重要的环节，而控制变量法在这个过程中起着关键的作用。然而，学生往往对这一方法的理解和应用存在困难，因此，这部分内容成为教学的重点和难点。一、控制变量法的概念控制变量法是一种科学探究方法，通过对实验过程中的变量进行控制，使得研究对象的变化仅由所研究的因素引起，从而得出科学结论。在电流热效应的研究中，控制变量法意味着在实验过程中，除了研究的变量（如电流、电阻、通电时间）之外，其他影响热量产生的因素都要保持不变。二、控制变量法在电流热效应研究中的应用1.实验设计在电流热效应的实验设计中，要确定研究的目标变量，例如电流、电阻或通电时间。然后，根据研究目标变量，设计实验方案，确保在实验过程中，除了目标变量外，其他可能影响热量产生的因素都处于控制状态。例如，若研究电流对热量产生的影响，则需保持电阻和通电时间不变；若研究电阻的影响，则需保持电流和通电时间不变。2.实验操作在实验操作过程中，学生需要严格按照实验方案进行，确保实验条件的一致性。例如，在研究电流对热量产生的影响时，学生需要分别测量不同电流条件下电阻产生的热量，同时保持电阻和通电时间不变。3.实验数据分析实验结束后，学生需要对收集到的数据进行分析。通过比较不同条件下的实验结果，学生可以得出电流、电阻、通电时间等因素与热量产生之间的关系。在这个过程中，学生需要运用控制变量法的思想，将实验结果归因于特定的研究变量。4.结论得出通过对实验数据的分析，学生可以得出电流热效应的一般规律。例如，学生可能发现电流越大，电阻产生的热量也越多。在这个过程中，学生需要明确指出，这一规律是在控制其他变量不变的条件下得出的。三、控制变量法的优势1.确保实验结果的准确性：通过控制变量法，学生可以将实验结果归因于特定的研究变量，从而避免了其他因素的干扰，确保实验结果的准确性。2.提高实验的可重复性：控制变量法使得实验条件保持一致，有利于提高实验的可重复性，使实验结果具有可靠性。3.培养学生的科学思维：控制变量法是一种科学的思维方法，通过运用这一方法，学生可以更好地理解物理规律，培养解决问题的能力。四、教学策略1.实例讲解：通过具体的实例，让学生了解控制变量法在电流热效应研究中的应用。例如，以电流通过电阻产生的热量为例，讲解控制变量法的具体操作过程。2.小组讨论：组织学生进行小组讨论，让学生分享自己在实验过程中对控制变量法的理解和应用。通过讨论，学生可以加深对这一方法的认识。3.练习题设计：设计一些有关控制变量法的练习题，让学生在解答过程中运用控制变量法，提高学生的实际操作能力。继续：控制变量法在实验教学中的应用实例实验名称：探究电流通过电阻产生的热量与电流大小的关系实验器材：电流表、电压表、电阻箱、灯泡、滑动变阻器、导线若干、电源。实验步骤：1.连接电路：按照电路图连接实验器材，确保电流表、电压表正确接入电路，电阻箱和灯泡串联。2.设定变量：本次实验研究电流大小对热量产生的影响，因此将电阻箱的电阻值保持不变，灯泡的功率也保持不变。3.控制变量：调节滑动变阻器，改变电路中的电流大小，分别记录电流表的读数，并观察灯泡的亮度变化。4.测量热量：通过电压表和电流表的读数，计算通过电阻箱和灯泡的电流产生的热量。5.数据记录：将不同电流大小下的热量数据记录在实验报告表格中。6.数据分析：比较不同电流大小下的热量数据，探讨电流与热量产生的关系。通过这个实验实例，学生可以直观地看到电流大小对热量产生的影响，并且通过控制变量法，学生能够准确地判断电流大小与热量产生的因果关系。这样的实验教学既有助于学生对电流热效应的理解，也锻炼了学生的实验操作能力和科学思维。在实验教学过程中，教师应当引导学生注意观察实验现象，指导学生正确使用实验器材，并鼓励学生提出问题和进行小组讨论。通过这样的教学方式，学生可以更好地理解和掌握控制变量法，并能够将这一方法应用到其他物理现象的研究中。教师还应该在实验后组织学生进行课后反思，让学生回顾实