電與熱教學(xué)設(shè)計(jì)?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)知道電流的熱效應(yīng)，理解焦耳定律的內(nèi)容、公式及單位。能運(yùn)用焦耳定律解釋簡(jiǎn)單的電與熱的現(xiàn)象，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。了解電熱的利用和防止，知道在不同情況下如何合理利用和控制電熱。2.過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和分析歸納能力。經(jīng)歷從現(xiàn)象到規(guī)律的探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)通過(guò)探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的精神。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)焦耳定律的內(nèi)容和公式。運(yùn)用焦耳定律解釋生活中的電與熱現(xiàn)象。2.教學(xué)難點(diǎn)焦耳定律實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作。對(duì)焦耳定律中各物理量的理解以及公式的應(yīng)用。

三、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法、多媒體輔助教學(xué)法

四、教學(xué)過(guò)程

（一）新課導(dǎo)入1.展示圖片：展示一些生活中常見(jiàn)的利用電產(chǎn)生熱的電器，如電熱水器、電飯鍋、電熨斗等。2.提問(wèn)引導(dǎo)：同學(xué)們，在我們的生活中，這些電器都能產(chǎn)生熱，大家知道它們是如何將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的嗎？電流通過(guò)這些用電器時(shí)，除了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有其他形式的能量轉(zhuǎn)化嗎？3.引出課題：電與熱有著密切的關(guān)系，今天我們就來(lái)深入探究電與熱的奧秘。

（二）電流的熱效應(yīng)1.演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)相同的燒瓶，分別裝有質(zhì)量和初溫相同的煤油，兩個(gè)阻值不同的電阻絲（R1>R2），電流表，電壓表，滑動(dòng)變阻器，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干，溫度計(jì)。實(shí)驗(yàn)裝置：將兩個(gè)電阻絲分別放入兩個(gè)燒瓶中，電阻絲串聯(lián)接入電路，用溫度計(jì)測(cè)量煤油的溫度變化，如圖所示。實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開(kāi)關(guān)，觀察電流表和電壓表的示數(shù)，記錄此時(shí)的電流I和電壓U。每隔一段時(shí)間，記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，觀察煤油溫度的變化情況。比較兩個(gè)燒瓶中煤油溫度升高的快慢。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)裝有阻值較小電阻絲（R2）的燒瓶中煤油溫度升高得快。2.分析歸納引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電阻絲發(fā)熱，使煤油的溫度升高。提問(wèn)：電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)呢？學(xué)生討論并回答，教師總結(jié)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)。3.得出結(jié)論：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。這就是電流的熱效應(yīng)。

（三）焦耳定律1.焦耳定律的內(nèi)容教師講解：英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間之間的定量關(guān)系，這就是焦耳定律。焦耳定律的內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。2.焦耳定律的公式教師板書(shū)公式：Q=I2Rt各物理量的含義：Q：表示電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，單位是焦耳（J）。I：表示通過(guò)導(dǎo)體的電流，單位是安培（A）。R：表示導(dǎo)體的電阻，單位是歐姆（Ω）。t：表示通電時(shí)間，單位是秒（s）。3.焦耳定律的單位換算引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)公式進(jìn)行單位換算：1A2·Ω·s=1J例如：當(dāng)電流I=2A，電阻R=5Ω，通電時(shí)間t=10s時(shí)，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，可得Q=22×5×10=200J。4.焦耳定律的應(yīng)用例題講解：例1：一只電爐的電阻絲和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈電阻相同，都為R。設(shè)通過(guò)它們的電流相同（電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)），則在相同的時(shí)間內(nèi)，關(guān)于它們產(chǎn)生熱量的說(shuō)法正確的是（）A.電爐和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量相等B.電爐產(chǎn)生的熱量多于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量C.電爐產(chǎn)生的熱量少于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量D.無(wú)法判斷分析：電爐是純電阻用電器，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，在電流和通電時(shí)間相同的情況下，產(chǎn)生的熱量Q爐=I2Rt。而電動(dòng)機(jī)不是純電阻用電器，電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，只有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q機(jī)＜I2Rt。因此，在電流和電阻相同，通電時(shí)間也相同的情況下，電爐產(chǎn)生的熱量多于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，答案選B。例2：一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解：已知R=60Ω，U=36V，t=5min=5×60s=300s。根據(jù)歐姆定律I=U/R，可得I=36V/60Ω=0.6A。再根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，可得Q=0.62×60×300=6480J。課堂練習(xí)：一根電阻絲的電阻為10Ω，通過(guò)2A的電流，在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？一個(gè)電熨斗的電阻是80Ω，接在220V的電源上，求通電10min產(chǎn)生的熱量。

（四）電熱的利用和防止1.電熱的利用展示圖片：展示電熱水器、電飯鍋、電熨斗等電器的工作原理圖。講解：這些電器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的，它們將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，為我們的生活帶來(lái)了便利。舉例說(shuō)明：電熱水器：利用電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量來(lái)加熱水，為家庭提供熱水。電飯鍋：通過(guò)電流的熱效應(yīng)，使米飯?jiān)诟邷叵轮笫?。電熨斗：利用電熱?lái)熨燙衣物，使衣物平整。2.電熱的防止展示圖片：展示電腦主機(jī)、電視機(jī)等電器的散熱風(fēng)扇。講解：有些用電器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱量，如果不及時(shí)散熱，會(huì)影響用電器的正常工作，甚至損壞用電器。因此，需要采取一些措施來(lái)防止電熱的危害。舉例說(shuō)明：電腦主機(jī)：內(nèi)部有散熱風(fēng)扇，通過(guò)空氣對(duì)流將熱量散發(fā)出去，防止電腦因過(guò)熱而死機(jī)。電視機(jī)：外殼有許多散熱孔，利用空氣散熱，保證電視機(jī)正常工作。討論：在生活中，還有哪些地方需要防止電熱的危害？我們是如何防止的？學(xué)生討論后回答，教師總結(jié)：如電動(dòng)機(jī)、變壓器等電器設(shè)備，工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生熱量，為了防止電熱的危害，通常采用散熱片、散熱風(fēng)扇、油冷等方式進(jìn)行散熱。

（五）課堂小結(jié)1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容：電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)。焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比，公式為Q=I2Rt。電熱的利用和防止：了解生活中利用電熱的電器和防止電熱危害的方法。2.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：焦耳定律的內(nèi)容和公式，以及運(yùn)用焦耳定律解釋生活中的電與熱現(xiàn)象。難點(diǎn)：焦耳定律實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作，對(duì)焦耳定律中各物理量的理解以及公式的應(yīng)用。

（六）課堂作業(yè)1.一根電阻絲的電阻是12Ω，接在36V的電源上，在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？2.一個(gè)額定電壓為220V，額定功率為1000W的電熱水壺，正常工作10min，消耗的電能是多少？產(chǎn)生的熱量是多少？3.為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？請(qǐng)用焦耳定律解釋。

（七）教學(xué)反思通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)焦耳定律有了較為深入的理解，掌握了電流的熱效應(yīng)以及焦耳定律的內(nèi)容、公式和應(yīng)用。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和分析歸納能力