2. 职业资格
  3. 材料一：《义务教育物理课程标准(2011版)》中关于焦耳定律的内容要求是：“通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。” 材料二：某初中物理教材中为“探究焦耳定律”的实验器材：学生电源一个，开关一个，导线若干，滑动变阻器一

材料一：《义务教育物理课程标准(2011版)》中关于焦耳定律的内容要求是：“通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。” 材料二：某初中物理教材中为“探究焦耳定律”的实验器材：学生电源一个，开关一个，导线若干，滑动变阻器一

admin2015-04-21  43
问题 材料一：《义务教育物理课程标准(2011版)》中关于焦耳定律的内容要求是：“通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。”
    材料二：某初中物理教材中为“探究焦耳定律”的实验器材：学生电源一个，开关一个，导线若干，滑动变阻器一个，量热器两个(4欧一个，16欧一个)，温度计两只，打孔的橡胶塞两个。钟表一个。
    材料三：教学对象为初中三年级学生，已学过欧姆定律、电功率等相关知识。
    任务：(1)请设计一个学生主动提出探究焦耳定律的教学片断，以体现学生的主体性。
    (2)根据上述材料，完成“探究焦耳定律”学习内容的教学设计，其中包括教学目标、教学方法、教学过程。
选项
答案(1)师：电流通过用电器产生的热量不同，同学们会想到什么问题? 生：电流通过导体产生的热量与什么因素有关? 师：你们觉得与什么因素有关? 生：可能与电压、电流、电阻、时间或其它因素有关。 师：同学们想得很全面．那我们的猜想对不对呢? 生：实践是检验真理的唯一标准，可以用实验来证明。 师：恩，今天我们就用实验来验证电流通过用电器产生的热量与哪些因素有关。 (2)一、教学目标 (一)知识与技能 1．能通过实例，认识电流的热效应。 2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。 3．会用焦耳定律进行计算。会利用焦耳定律解释生活中的电热利用与防治。 (二)过程与方法 体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。 (三)情感态度和价值观 会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与危害，学会辩证地看待问题。 二、教学方法 将学生分组，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。 三、教学过程 (一)引入新课 1．演示实验：灯泡接入电路中，闭合开关，灯泡发光，提出问题。 (1)灯泡在工作过程中，把什么能转化为什么能?学生回答：灯泡在工作过程中，把电能能转化为内能和光能。 (2)在灯泡工作过程中，电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流是否相同?学生回答：相同。 (3)电线中通过的电流和灯泡灯丝中通过的电流既然相同，那为什么灯泡灯丝热得发热发光，而导线几乎不发热呢? 2．多媒体展示家庭电路中使用大功率用电器引起火灾的图片。指明：11月9日是我国“消防日”，据有关资料表明，城市火灾中的大部分火灾是因为使用大功率用电器使电线发热而引起的。家庭电路中使用大功率用电器为什么会引起火灾? 3．进一步分析。 (1)电灯在工作时把电能转化为内能和光能，人们利用电灯来照明。电炉子在工作时把电能转化为内能，人们利用电炉子来烧水等。 (2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉?人们利用的是电风扇的什么能量? (3)提出问题：电流通过导体都要产生热量，有些设备是利用了电流通过导体产生热量，有些设备在工作时电流通过导体产生热量是有害的，为了更好的让电热为人类服务，又要减少电热对人类造成的危害，就要研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关?它们之间存在着什么样的规律?今天我们就学习焦耳定律。 (二)进行新课 1．电流产生的热量跟哪些因素有关(学生讨论) (1)引导学生根据日常生活中的现象进行分析，电流产生的热量跟电流I、电阻R和通电时间t有关，使学生获得感性认识，为下面的实验打下基础。 (2)用实验进行研究。学生讨论研究方法——控制变量法。 ①当电流I、时间t相同时，研究电热Q与电阻R的关系。 ②当电阻R、时间t相同时，研究电热Q与电流I的关系。 ③当电流I、电阻R相同时，研究电热Q与通电时间t的关系。 (3)介绍实验器材 学生电源一个，开关一个，导线若干，滑动变阻器一个，量热器两个(4欧一个，16欧一个)温度计两只，打孔的橡胶塞两个，钟表一个。 (4)实验原理 给量热器内的电阻丝通电，电阻丝通电后放出的热量被量热器内的空气吸收，量热器内的空气吸收热量后温度升高，电流通过电阻丝做功放出的热量越多，量热器内空气的温度升高得越高。用温度计测量量热器内空气温度上升的多少，就可以比较电流通过电阻丝做功放出的热量的多少。 (5)实验设计 ①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。 ②实验记录：由小组共同设计实验记录表格。 ③实验探究：四位同学分工合作进行实验探究，并记录实验数据。 ④归纳实验结论：四位同学共同探讨，归纳实验结论，电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。 (6)交流探究结果：请一位同学将本组的实验数据写在黑板上，并阐述本组得到的结论。 ①研究电热Q跟电阻R的关系：电流I、通电时间t相同，电阻R越大，电热Q越多。 ②研究电热Q跟电流I的关系：电阻R、通电时间t相同，电流越大，电热越多。 ③研究电热Q跟通电时间t的关系：电流I、电阻R相同，通电时间越长，电热越多。 2．焦耳定律 焦耳简介：英国科学家焦耳做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。我们不仅要学习他发现的定律，而且要学习他刻苦钻研的精神。 (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。 注意：“电流产生的热量Q与电流的平方I2成正比”的含义是：当I1=2I2时，Q1=4Q2。 (2)公式：Q=I2Rt。 (3)单位：I-安，R一欧，t一秒，Q一焦。 (4)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。 3．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。 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。 最后再让学生总结得出当电流通过导体做功全部转化为内能时热量的计算方法： ①Q=W；②Q=UIt；③Q=P；④Q=Uq；⑤Q=I2Rt；⑥Q=(U2/R)t。 4．引导学生运用本节课研究的结论解决实际问题 问题1：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? 问题2：假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么?
解析
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