电与热教学设计

电与热教学设计一、教学目标1.知识与技能目标知道电流的热效应，理解焦耳定律的内容、公式及单位。能运用焦耳定律解释简单的电与热的现象，并能进行简单的计算。了解电热的利用和防止，知道在不同情况下如何合理利用和控制电热。2.过程与方法目标通过实验探究电流产生的热量与哪些因素有关，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析归纳能力。经历从现象到规律的探究过程，体会科学探究的方法，培养学生的科学思维。3.情感态度与价值观目标通过探究活动，激发学生的学习兴趣和求知欲，培养学生勇于探索的精神。使学生认识到科学技术对社会发展的重要作用，培养学生的社会责任感。

二、教学重难点1.教学重点焦耳定律的内容和公式。运用焦耳定律解释生活中的电与热现象。2.教学难点焦耳定律实验的设计与操作。对焦耳定律中各物理量的理解以及公式的应用。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法

四、教学过程

（一）新课导入1.展示图片：展示一些生活中常见的利用电产生热的电器，如电热水器、电饭锅、电熨斗等。2.提问引导：同学们，在我们的生活中，这些电器都能产生热，大家知道它们是如何将电能转化为内能的吗？电流通过这些用电器时，除了电能转化为内能，还有其他形式的能量转化吗？3.引出课题：电与热有着密切的关系，今天我们就来深入探究电与热的奥秘。

（二）电流的热效应1.演示实验实验器材：两个相同的烧瓶，分别装有质量和初温相同的煤油，两个阻值不同的电阻丝（R1>R2），电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干，温度计。实验装置：将两个电阻丝分别放入两个烧瓶中，电阻丝串联接入电路，用温度计测量煤油的温度变化，如图所示。实验步骤：闭合开关，观察电流表和电压表的示数，记录此时的电流I和电压U。每隔一段时间，记录一次温度计的示数，观察煤油温度的变化情况。比较两个烧瓶中煤油温度升高的快慢。实验现象：通电一段时间后，发现装有阻值较小电阻丝（R2）的烧瓶中煤油温度升高得快。2.分析归纳引导学生分析实验现象：电流通过电阻丝时，电阻丝发热，使煤油的温度升高。提问：电流通过电阻丝产生的热量与哪些因素有关呢？学生讨论并回答，教师总结：电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。3.得出结论：电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这就是电流的热效应。

（三）焦耳定律1.焦耳定律的内容教师讲解：英国物理学家焦耳做了大量的实验，精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间之间的定量关系，这就是焦耳定律。焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2.焦耳定律的公式教师板书公式：Q=I²Rt各物理量的含义：Q：表示电流通过导体产生的热量，单位是焦耳（J）。I：表示通过导体的电流，单位是安培（A）。R：表示导体的电阻，单位是欧姆（Ω）。t：表示通电时间，单位是秒（s）。3.焦耳定律的单位换算引导学生根据公式进行单位换算：1A²·Ω·s=1J例如：当电流I=2A，电阻R=5Ω，通电时间t=10s时，根据焦耳定律Q=I²Rt，可得Q=2²×5×10=200J。4.焦耳定律的应用例题讲解：例1：一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R。设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内，关于它们产生热量的说法正确的是（）A.电炉和电动机产生的热量相等B.电炉产生的热量多于电动机产生的热量C.电炉产生的热量少于电动机产生的热量D.无法判断分析：电炉是纯电阻用电器，电能全部转化为内能，根据焦耳定律Q=I²Rt，在电流和通电时间相同的情况下，产生的热量Q炉=I²Rt。而电动机不是纯电阻用电器，电能大部分转化为机械能，只有少部分转化为内能，所以电动机产生的热量Q机＜I²Rt。因此，在电流和电阻相同，通电时间也相同的情况下，电炉产生的热量多于电动机产生的热量，答案选B。例2：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？解：已知R=60Ω，U=36V，t=5min=5×60s=300s。根据欧姆定律I=U/R，可得I=36V/60Ω=0.6A。再根据焦耳定律Q=I²Rt，可得Q=0.6²×60×300=6480J。课堂练习：一根电阻丝的电阻为10Ω，通过2A的电流，在1min内产生的热量是多少？一个电熨斗的电阻是80Ω，接在220V的电源上，求通电10min产生的热量。

（四）电热的利用和防止1.电热的利用展示图片：展示电热水器、电饭锅、电熨斗等电器的工作原理图。讲解：这些电器都是利用电流的热效应工作的，它们将电能转化为内能，为我们的生活带来了便利。举例说明：电热水器：利用电流通过电阻丝产生的热量来加热水，为家庭提供热水。电饭锅：通过电流的热效应，使米饭在高温下煮熟。电熨斗：利用电热来熨烫衣物，使衣物平整。2.电热的防止展示图片：展示电脑主机、电视机等电器的散热风扇。讲解：有些用电器在工作时会产生过多的热量，如果不及时散热，会影响用电器的正常工作，甚至损坏用电器。因此，需要采取一些措施来防止电热的危害。举例说明：电脑主机：内部有散热风扇，通过空气对流将热量散发出去，防止电脑因过热而死机。电视机：外壳有许多散热孔，利用空气散热，保证电视机正常工作。讨论：在生活中，还有哪些地方需要防止电热的危害？我们是如何防止的？学生讨论后回答，教师总结：如电动机、变压器等电器设备，工作时都会产生热量，为了防止电热的危害，通常采用散热片、散热风扇、油冷等方式进行散热。

（五）课堂小结1.引导学生回顾本节课所学内容：电流的热效应：电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公式为Q=I²Rt。电热的利用和防止：了解生活中利用电热的电器和防止电热危害的方法。2.强调重点和难点：重点：焦耳定律的内容和公式，以及运用焦耳定律解释生活中的电与热现象。难点：焦耳定律实验的设计与操作，对焦耳定律中各物理量的理解以及公式的应用。

（六）课堂作业1.一根电阻丝的电阻是12Ω，接在36V的电源上，在5min内产生的热量是多少？2.一个额定电压为220V，额定功率为1000W的电热水壶，正常工作10min，消耗的电能是多少？产生的热量是多少？3.为什么电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热？请用焦耳定律解释。

（七）教学反思通过本节课的教学，学生对焦耳定律有了较为深入的理解，掌握了电流的热效应以及焦耳定律的内容、公式和应用。在教学过程中，通过实验探究活动，培养了学生的观察能力、实验操作能力和分析归纳能力