第六章 专题特训十二 电热综合计算-多挡位电路 教学设计 -2024-2025学年教科版物理九年级上册

第六章专题特训十二电热综合计算——多挡位电路教学设计-2024-2025学年教科版物理九年级上册主备人备课成员教学内容分析本节课的主要教学内容为“电热综合计算——多挡位电路”，选自2024-2025学年教科版物理九年级上册的第六章专题特训十二。本节课将重点讲解多挡位电路的原理、计算方法及其在实际应用中的案例分析。

教学内容与学生已有知识的联系主要体现在：本节课将运用学生已掌握的电流、电压、电阻等基本概念，以及串并联电路的特点，来分析和计算多挡位电路中的电流、电压和电功率。此外，还将结合热学知识，探讨电热在实际应用中的计算和转换。核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生的物理观念、科学思维和科学探究能力。通过学习多挡位电路的电热综合计算，学生将能够理解并运用物理知识解释生活中的电热现象，形成对电热效应的深刻认识。同时，通过分析多挡位电路的工作原理，学生将提高抽象思维和逻辑推理能力，学会运用科学方法解决实际问题。此外，通过实践操作和探究活动，学生将增强实验设计和问题解决的能力，培养创新意识，为未来的学习和生活奠定坚实的科学素养基础。教学难点与重点1.教学重点

本节课的教学重点是理解和掌握多挡位电路的电热综合计算方法。具体包括：

-多挡位电路的组成和工作原理，例如，如何通过切换开关来改变电路的连接方式，从而实现不同的电功率输出。

-电功率的计算公式P=UI和P=I²R，以及在不同电路状态下的应用，如计算某一挡位下的电功率。

-电热效应的计算，例如，通过公式Q=Pt来计算电热丝在某一时间段内产生的热量。

2.教学难点

本节课的教学难点主要体现在以下几个方面：

-多挡位电路中的等效电阻计算，学生可能难以理解不同挡位下电阻的变化规律。例如，当开关从一个挡位切换到另一个挡位时，如何计算整个电路的等效电阻。

-电热效应与电路参数之间的关系，学生可能难以将电功率和电热效应联系起来，例如，如何根据电路的电流和电阻来计算发热量。

-实际电路中电热问题的复杂性和多变性，例如，如何处理电路中存在的非线性元件，以及如何考虑环境温度对电热效应的影响。

-在实际操作中，如何准确测量电流、电压和温度，以及如何利用测量结果进行计算分析，这些都是学生需要克服的难点。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略本节课将采用讲授与讨论相结合的教学方法，辅以案例研究和实验操作，以增强学生对多挡位电路电热综合计算的理解。首先，通过讲授介绍多挡位电路的基本原理和电热计算公式，确保学生掌握核心概念。接着，引导学生进行案例研究，分析具体电路图，讨论不同挡位下的电流、电压和电功率变化。此外，设计实验活动，让学生动手搭建电路，测量相关物理量，通过实际操作加深理解。在教学过程中，利用多媒体工具展示电路图和动态模拟，增强视觉效果，帮助学生更好地理解和记忆。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括多挡位电路的工作原理和电热计算的PPT，以及相关的练习题。

-设计预习问题：如“多挡位电路是如何实现不同功率输出的？”“如何根据电路图计算等效电阻？”

-监控预习进度：通过在线平台的作业提交功能，跟踪学生的预习进度和作业完成情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读预习资料，理解多挡位电路的基本原理。

-思考预习问题：学生针对问题进行思考，尝试解答，记录疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至在线平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生独立思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台，实现资源的共享和进度的监控。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过生活中的多挡位电器的使用案例，引出本节课的主题。

-讲解知识点：详细讲解多挡位电路的电热计算方法，结合具体电路图进行分析。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同挡位的电路图，计算电流、电压和功率。

-解答疑问：对学生提出的问题进行解答，确保学生理解难点。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生参与小组讨论，共同分析电路图。

-提问与讨论：学生提出自己的疑问，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解电热计算的原理。

-实践活动法：通过小组讨论，让学生在实践中应用电热计算方法。

-合作学习法：通过小组活动，培养学生的团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据课堂内容，布置相关的计算题和分析题，巩固学生对多挡位电路电热计算的理解。

-提供拓展资源：提供相关书籍和在线资源，让学生进一步了解电热效应的应用。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生完成作业，加深对电热计算方法的理解。

-拓展学习：利用提供的资源，进行更深入的学习。

-反思总结：学生对学习过程进行反思，总结学习方法和技巧。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生反思学习过程，提升学习效率。

作用与目的：

-巩固学生对多挡位电路电热计算的理解和应用能力。

-通过拓展学习，增加学生对物理学科的兴趣和认识。

-通过反思总结，帮助学生发现并解决学习中的问题，促进自我提升。教学资源拓展拓展资源：

1.拓展阅读材料：提供《物理学中的电热效应》、《电学基础知识》等书籍，这些书籍详细介绍了电热效应的基本原理和应用，以及相关的物理公式和计算方法。

2.视频资料：推荐《多挡位电路工作原理》教学视频，通过动画和实例演示，直观地展示多挡位电路的组成和电热计算过程。

3.实验案例：收集一些经典的电热实验案例，如“电热丝加热实验”、“多挡位电热水壶电路分析”等，供学生参考。

4.学术论文：提供一些关于电热效应在工程应用中的学术论文，如“电热效应在新能源技术中的应用”、“多挡位电路在电动汽车充电系统中的应用”等。

拓展建议：

1.深入理解电热效应：

-学生可以通过阅读《物理学中的电热效应》等书籍，深入理解电热效应的物理原理，包括焦耳定律、电功率和电热效应的关系等。

-建议学生关注电热效应在不同材料中的表现，以及如何通过改变材料属性来调控电热效应。

2.掌握多挡位电路的工作原理：

-学生可以通过观看《多挡位电路工作原理》教学视频，直观地了解多挡位电路的组成和不同挡位下的电流、电压和功率变化。

-建议学生结合视频内容，自己动手绘制不同挡位的电路图，并计算相关物理量。

3.实验操作与数据分析：

-学生可以参考实验案例，进行电热丝加热实验，观察并记录温度变化和电功率的关系。

-建议学生通过实验数据分析，探讨电热效应在不同条件下的变化规律，如温度对电阻的影响等。

4.探索电热效应的应用：

-学生可以阅读学术论文，了解电热效应在新能源技术、电动汽车充电系统等领域的应用。

-建议学生思考电热效应在实际生活中的应用，如电热水器、电暖器等，并探讨其节能和环保的可能性。

5.拓展物理知识面：

-学生可以通过阅读《电学基础知识》等书籍，复习和巩固电流、电压、电阻等基本概念，为电热计算打下坚实的基础。

-建议学生关注物理学科的前沿动态，了解电热效应在科学研究中的应用和发展趋势。

6.学科交叉学习：

-鼓励学生将电热效应的知识与数学、化学等相关学科进行交叉学习，如利用数学模型分析电热效应的规律，或探讨电热效应在化学合成中的应用。

-建议学生参加学科竞赛或研究性学习项目，将所学知识应用于实际问题中，提高综合应用能力。教学反思与总结回顾这节课的教学过程，我深感教学是一个不断学习和改进的过程。在教学方法、策略和管理方面，我有一些心得体会，也有一些需要反思和改进的地方。

在教学方法的运用上，我尝试了自主学习、讲授法和实践活动法等多种教学方法。通过让学生课前预习和自主探索，我发现他们对于新知识的接受能力有了明显的提高。课堂上，我通过生动的案例和详细的讲解，帮助学生理解多挡位电路的电热综合计算。同时，我也设计了小组讨论和实验操作等实践活动，让学生在实践中掌握知识。这些教学方法的有效运用，使得课堂氛围活跃，学生的参与度较高。

然而，我也发现了一些不足之处。在课堂管理方面，有时对学生的引导不够细致，导致部分学生在讨论和实验环节中出现了偏离主题的情况。此外，对于一些基础较弱的学生，我在课堂上的个别提问可能没有给予他们足够的思考和回答的时间，这使得他们在学习过程中感到一定的压力。

在教学策略的选择上，我注重了学生的自主学习和合作学习。通过课前预习和课堂讨论，学生的自主学习能力得到了提升。同时，小组合作学习使得学生能够在互动中加深对知识的理解。但是，我也意识到在实施小组合作学习时，需要更加细致地分组，确保每个学生都能在小组中发挥作用。

对于本节课的教学效果，我认为学生在知识、技能和情感态度等方面都有了一定的收获和进步。他们不仅掌握了多挡位电路的电热综合计算方法，而且通过实验操作，对电热效应有了更直观的认识。在情感态度上，学生对物理学科的兴趣有所提高，对科学探究的态度更加积极。

当然，教学中也存在一些问题。例如，部分学生在电热计算的公式运用上还存在困难，需要我在今后的教学中加强对这部分内容的讲解和练习。此外，对于实验操作的引导，我需要更加细致，确保每个学生都能正确进行实验并得出准确的结论。

针对这些问题和不足，我计划采取以下改进措施和建议：

1.加强对基础薄弱学生的个别辅导，确保他们能够跟上教学进度。

2.在课堂提问时，给予学生更多的思考和回答时间，鼓励他们积极参与。

3.在小组合作学习中，更加细致地分组，确保每个学生都能参与其中。

4.在实验操作环节，提供更加详细的操作指南，并加强现场指导。

5.在课后，提供更多的拓展资源和学习建议，帮助学生巩固知识并拓宽视野。典型例题讲解【例题1】

某多挡位电热水器，其电路图如右图所示（假设未提供图，描述电路图情况）。当开关S1闭合，S2断开时，电热水器工作在低挡位；当开关S1和S2都闭合时，电热水器工作在高挡位。已知电热水器在低挡位时的功率为P1，在高挡位时的功率为P2。求电热水器在低挡位和高挡位时的等效电阻之比。

【答案】

设电热水器低挡位时的等效电阻为R1，高挡位时的等效电阻为R2。根据功率公式P=UI=I²R，可得：

P1=I1²R1

P2=I2²R2

由于电流I1和I2在低挡位和高挡位时不同，但电压U不变，因此：

I1=U/R1

I2=U/R2

将I1和I2代入P1和P2的表达式中，得到：

P1=(U/R1)²R1=U²/R1

P2=(U/R2)²R2=U²/R2

由此可得等效电阻之比：

R1/R2=P2/P1

【例题2】

一个电热器在220V电压下工作时的功率为1000W。如果将电压降低到110V，假设电热器的电阻不变，求电热器在110V电压下的功率。

【答案】

根据功率公式P=UI=U²/R，可得：

P1=U1²/R

P2=U2²/R

由于电阻R不变，因此：

P2/P1=(U2²/R)/(U1²/R)=U2²/U1²

将U1=220V，U2=110V代入，得到：

P2/P1=(110²)/(220²)=1/4

所以，电热器在110V电压下的功率为：

P2=P1/4=1000W/4=250W

【例题3】

一个电热器在正常工作时的电流为10A，电阻为44Ω。求电热器正常工作时的功率和发热量（假设工作时间为1小时）。

【答案】

根据功率公式P=UI=I²R，可得：

P=I²R=10²*44=4400W

发热量Q=Pt，其中t=1小时=3600秒，因此：

Q=P*t=4400W*3600s=15840000J

【例题4】

一个多挡位电热水壶，低挡位时的功率为500W，高挡位时的功率为1000W。如果电热水壶在低挡位工作时的电流为5A，求电热水壶在高挡位工作时的电流。

【答案】

设电热水壶在低挡位时的电阻为R1，在高挡位时的电阻为R2。根据功率公式P=UI=I²R，可得：

P1=I1²R1

P2=I2²R2

由于低挡位时的电流I1=5A，功率P1=500W，因此：

R1=P1/I1²=500W/25A²=20Ω

由于电热水壶的电阻在高挡位和低挡位时不变，因此R2=R1。所以：

P2=I2²R2

1000W=I2²*20Ω

I2²=1000W/20Ω

I2=√(1000W/20Ω)=√50A²=5√2A≈7.07A

【例题5】

一个电热器在220V电压下工作时的功率为1500W。如果将电压降低到110V，假设电热器的电阻不变，求电热器在110V电压下的工作电流。

【答案】

根据功率公式P=UI=U²/R，可得：

P1=U1²/R

I2=P2/U2

由于电阻R不变，因此：

I2/I1=(U2/U1)*(√P2/P1)

将U1=