电和热教学设计

欢迎来到论文参考中心,在您阅读前,与您分享:路是脚踏出来的，历史是人写出来的。人的每一步行动都在书写自己的历史。 —— 吉鸿昌
  

电和热教学设计

    一、设计思想
    新的物理课程标准的基本理念是:(1)注重学生发展,改变学科本位观念;(2)从生活走向物理,从物理走向社会;(3)注重科学探究,提倡学习方式多样化等。为了体现这些新的理念,《电和热》一节的教学设计思想是:结合教学实际,对本节内容进行更为合理的重组,以电热知识和相关技能为载体,通过创设问题情境,激发学习探究的积极性;让学生经历科学探究过程,学习科学探究方法,培养科学探究精神、创新意识和实践能力,及团队合作精神。教学过程中,以学生为主体,教师为主导,双向互动为原则,注重学生能力培养,提高教学效益。
    二、教学目标
    1.通过实验,探究电流的热效应跟电阻大小及电流大小的关系。
    2.知道在电流相同的条件下,电能转化为热能的功率跟导体的电阻成正比。
    3.知道在导体电阻一定的条件下,电能转化为热能的功率跟通过导体的电流有关系。
    4.知道利用和防止电热的场合和方法。
    5.通过电热的利用和防止知识的学习,认识到科学的重要性。培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探索日常生活中的物理学道理。
    三、教学器材
    1.演示器材:保险丝作用演示仪、实物投影仪。
    2.实验器材:低压电源(6V)、电流表2只、限流电阻(5Ω)、开关、阻值不等的电炉丝绕制而成的电阻丝Rl、R2(1Ω、2Ω)、阻值相等的电阻丝R3、R4(2Ω、2Ω)、浸过松节油的棉花、导线等(以上器材均为四人一套)。
    四、教学过程
    〔提出问题〕
    由保险丝作用演示仪实验引入。
    1.灯泡接入电路中,通电后(请同学用手感受一下灯泡和导线的发热情况),灯泡中的灯丝热的发红、发光,而导线发热却觉察不出来,这是为什么?
    2.如果再接入大功率的用电器,电线将显着发热(冒烟),烧坏它的绝缘皮,甚至引起火灾,这又是为什么?
    要解释上述现象,就需要研究电流产生的热量跟哪些因素有关?
    〔猜想〕
    电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关呢?(同学之间相互讨论,大胆猜想)
    1.通电导体产生的热量可能与I、R、t有关?
    2.通电导体产生的热量可能与U、W、P有关?
    I、U、R、t、W、P等因素中,好多量之间,是有关联的,(如:P=UI,W=UIt,U=IR等,同学之间集体讨论,集思广益,达成共识),要研究通电导体产生的热量跟哪些因素有关,我们只要研究通电导体产生的热量与I、R、t的关系就可以了。
    〔设计实验并进行实验〕
    怎样来探究电流通过导体产生的热量与I、R、t间的关系呢?一一采用控制变量法。
    探究方案㈠(小组讨论,大组交流)
    l.探究对象:Q与R的关系;
    2.主要实验器材及电路的组成;
    3.显示产生热量多少的方法。
    探究Q与R的关系时,至少需要几个电阻?(两只)
    两只电阻大小的关系怎样?(电阻大小不等)
    探究时应保持什么量不变?(I、t)
    怎样来保证通过电阻丝中的电流大小相等,通电时间相同?(串联在同一电路中)
    实验电路中,除阻值不等的电阻丝R1、R2外,还应有哪些主要器材?(电源、开关、导线等)。
    请同学设计出一个科学的合理的实验电路,并画出它的电路图。
    教师巡视,选择电路图,由实验投影仪显示,并加以肯定、鼓励。设计的电路,共同点都是选用电阻值不等的电阻丝R1、R2串联起来,与开关、电源组成电路,并由各小组根据电路图将提供的实物连接成电路,如图。
    怎样来显示通电导体产生热量的多少?(学生、教师各抒己见)
    ①将两根电阻丝分别浸没在等质量的煤油中,通电后,用温度计测煤油温度的变化。
    ②将两根电阻丝分别浸没在装满煤油的、规格相同的烧瓶中,并插入细玻璃管,通电后,观察管中液面的变化。
    ③在两根电阻丝上,分别放上浸过松节油的棉花。通电后,观察导线冒烟的情况。
    哪一种方法更好一些,讨论比较后,各实验小组采用第三种方法进行实验,通电后,发现电阻大的电阻丝上首先冒出滚滚浓烟,并燃烧起来。
    得出结论:I、t相同,R越大,产生热量越多。
    探究方案㈡(小组讨论,大组交流)
    1.探究对象:Q与I的关系;
    2.主要实验器材及电路的组成;
    3.显示产生热量多少的方法。
    探究Q与I的关系时,应保持什么量不变?(R、t)
    如何使等值电阻中的电流大小不等呢?(并接在两条支路中,其中一条支路中串接一只限流电阻)。
    为了便于观察电路中电流的大小,还需要什么仪器?(电流表)
    还需要哪些主要器材?(开关、电源、限流电阻、导线等)
    请同学设计出一个科学的、合理的实验电路,并画出它的电路图。
    教师巡视、选择电路图,由实物投影仪显示,并加以肯定、鼓励。设计的电路共同点是采用电阻值相等的两段电阻丝,分别接入电流大小不同的两条支路中,用一个开关来控制电路的通断,能很好地做到通电时间相同。由各小组根据电路图将提供的实物连接成电路,如图。电阻丝R3、R4上分别放上浸过松节油的棉花,通电后发现R3上首先冒出滚滚浓烟,并燃烧起来。
    得出结论:R、t相同,I越大,产生的热量越多。
    从上述两个探究过程中,也可得出:R、I一定,t越长,产生的热量越多。
    〔分析与论证〕
    结论:导体中电流越大,导体的电阻越大,通电时间越长,通电导体产生的热量越多。
    由学生已掌握的知识进行理论推导:电流通过导体时,如果在一定时间内,电能全部转化为热而没有同时转化为其他形式的能量,那么,电流在一定时间内产生的热量就等于电能转化成热时的功率,即P=UI,再根据欧姆定律U=IR得P=I2R。
    结论:在电流相同的条件下,电能转化成热的功率跟导体的电阻成正比。
    〔评价与交流〕
    A.探究实验有没有不合理的地方?实验操作有没有需要改进?所得结论是否可靠?
    B.回答本堂课开始所提出的两个问题。
    1.为什么电路中灯泡的灯丝的发红,而连接的导线并不怎么热?
    2.为什么接入大功率的用电器后,电线显示着发热而烧坏?
    C.电热的利用和防止(根据同学所掌握的信息,采用相互交流的方式,来辩证地看待电热的作用。)
    1.电流的热效应有着广泛的应用。
    如:电热水器、电饭锅、……。
    2.很多情况下需要防止电热造成的危害。
    如:电动机发热,……。