宫娜 教学设计

本节课课本安排的是演示实验，根据新课程标准中的课程基本理念义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活，符合学生认知特点，激发并保持学生的学习兴趣，通过探索物理现象，揭示隐藏其中的物理规律，并将其应用于生产生活实际，培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。改革以书本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样化的教学方式，因此，我将焦耳定律这节课设计为学生来完成的探究式的学生实验课。 二、教学背景分析

学生分析：学生在初二上学期已经学习了半年的物理课程，但对利用控制变量的方法研究物理问题掌握的很差，所以我在课堂教我会引导学生利用控制变量的方法来研究电流通过导体产生的热量和哪些因素有关。 三、教学目标 （一）知识与技能 1、知道电流的热效应.

2、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。 （二）过程与方法

1、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。

2、通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。 3、注意对学生进行研究方法（控制变量法）的培养 （三）情感态度价值观

1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值； 2、通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。

3、使学生通过对英国物理学家焦耳的了解，受到其刻苦钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。（在探究实验的基础上引出焦耳定律，理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。） 四、教学过程与教学资源设计 1.创设情景，引入新课：

演示实验：准备一个小灯泡。先让一个同学摸一下，让其感受灯泡的温度，然后将小灯泡连入电路，闭合开关，通电一段时间后，再让其摸，比较温度变化的情况，由灯泡温度升

高这一现象，师生共同分析：电流通过导体会产生热效应。 2.突出重点、突破难点： 过程大约 20分钟

引导学生讨论：在日常生活中有哪些物品是利用电流的热效用？教师展示几件日常生活中的用电器 。 例如电熨斗、电暖气、电饭锅、电烙铁、电热水器、„„

⑴ 引导学生思考提出问题：灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？电流通过导体时产生的热量和哪些因素有关？ ⑵ 猜想与假设：

引导学生积极思考，最后，教师、学生共同确定因素：因为是研究电流的热效应——所以影响因素有电流；因导体的电阻影响电流的大小，所以应该有电阻；根据日常生活经验不难知道导体放出的热量还与通电时间有关。

（在这过程中教师要鼓励学生大胆猜想，在猜想过程中，引导学生要做到想而有理，用而有据，并具有初步的对所有猜想因素进行取舍的能力。） ⑶ 学生制定计划与设计实验

首先对学生设置疑问：影响电热的因素很多，应该采用什么研究方法探究电流的热效应和电流、电阻和通电时间的关系？ 在以前的学习中学生虽然接触过控制变量法，但对于方法的掌握很差，所以这里要逐步引导学生想到要利用这种研究方法。 ① 当I、t一定时，研究Q与R的关系。 ② 当R、t一定时，研究Q与I的关系。 ③ 当I、R一定时，研究Q与t的关系。

由于电流通过导体产生的热量我们无法直接测量，所以在设计实验方案时要引导学生学会运用转换法，将电流通过导体产生的热量转化给可测量的物体。让同学们分组讨论，设计实验方案，学生会提出多种实验方案，从中选出具有代表性的方案，将同学分成两小组进行实验。

⑷ 进行实验，并记录数据 实验原理：

给装有煤油的烧瓶内的电阻丝通电，电阻丝通电后产生热量，煤油由于受热膨胀使液柱升高，电流通过电阻丝产生的热量越多，烧瓶内煤油的液柱升得越高。用煤油液柱升高的多少，就可以比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。

实验器材：实验室供电源，电阻，导线，开关，滑动变阻器以外，还有一根铜丝和一根镍

镉合金丝，两个装有煤油的烧瓶。

电路图：通过学生讨论研究设计出实验电路，让一个学生把本组设计的电路图画在黑板上，并进一步说明如何进行实验。 实验分为以下三种情况：

第一次实验：将铜丝和镍镉合金丝分别放入甲乙两个烧瓶中，然后串联接入电路，观察两烧瓶中煤油上升的高度。

第二次实验：在两烧瓶中的液柱降回来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做实验，让通电的时间与 前次相同，

第三次实验：加长通电的时间，观察现象。

实验记录：由小组共同设计实验记录表格，并记录实验数据。

归纳实验结论：各组同学共同探讨，归纳实验结论，电流通过导体产生的热量跟那些因素有关。

教师巡回指导。注意每组是否有不安全的因素，适时解答问题，并控制好探究所用时间。 ⑸ 分析与论证

两小组分别汇报实验情况：最后分析归纳得到 ① 在I、t一定时，R越大，产生热量Q越多。 ② 在t、R一定时，I越大，产生热量Q越多。 ③ 在I、R一定时，t越大，产生热量Q越多。 3、焦耳定律：

让学生自己阅读教科书中关于焦耳的简介，让养成学生认真阅读课本的良好习惯。 英国物理学家焦耳经过无数次实验探索总结出了焦耳定律。教导学生不仅要学习他发现的定律，而且要学习他的刻苦钻研的精神。

内容：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q=I2Rt

单位：I－安，R－欧，t－秒，Q－焦。

说明：焦耳定律是从实验中总结出来的规律，它适用于任何情况下的电热的计算。 理论推导：

焦耳定律是焦耳在大量实验基础上归纳总结得出来的规律，还需要理论上的支持，我们能

不能通过理论来推导出焦耳定律的数学表达式呢？学生讨论推导。

（全部转化）

当满足条件，电能————→内能（电热）时，有Q＝W W=UIt，且U=IR ∴Q=W=UIt=IRt ∴Q=I2Rt

通过理论推导，同样得出了焦耳定律的数学表达式，达到理论和实践的完美的统一。 4、学以致用

（1）分析讨论课前提到的问题。

灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？

让学生自己分析，教师适当引导得出正确的解释：当电流和通电时间相同时，电流通过电阻产生的热量与电阻的大小成正比，灯泡的电阻大于电线的电阻，产生的热量多。 （2）利用焦耳定律解决实际问题：

①连接电路用的导线应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？ ②制作电炉子用的发热体应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？ ③制作电扇电动机线圈的导线应选择电阻率较大的导线还是选择电阻率较小的导线？为什么？

通过对实际问题的分析、讨论，材料的选择、及热量的不同计算方法的运用，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。进一步加深学生对物理知识的理解。

在教学中注重培养学生运用物理规律解决实际问题的能力，特别是让学生通过讨论，自己得出结论。这样做，培养了学生的思维能力和分析问题的能力。 5、附板书设计： §5 焦耳定律

（一）研究电热跟哪些因素有关

 电流 I

有关

2

1、电热Q → 电阻 R

 通电时间 t

2、实验探究：

研究方法：控制变量法、转换法

实验得出结论：

① 在I、t一定时，R越大，产生热量Q就越多。 ② 在t、R一定时，I越大，产生热量Q越多。 ③ 在I和R一定时，t越大，产生热量Q越多。 （二）焦耳定律

1、内容：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2、公式：Q=I2R.t

3、单位：I－安，R－欧，t－秒，Q－焦。