电功率教学设计
如何尽最大可能激发学生的学习兴趣,让学生积极主动地参与教学内容的学习过程,是进行初中物理教学的关键。下面我为你整理了初中物理教学设计,希望对你有帮助。
初中物理教学设计(电功率)
一、教学设计思想
随着知识经济时代的到来,社会需要的是具有创新和实践能力的人才,这就要求我们不仅仅要“学习物理”,更重要的是要“探究物理”。在“探究”中提出物理问题,在“探究”中经历并体验科学探索的历程,在“探究”中将物理学习跟生活紧密地联系起来,在“探究”中将物理学习最终归于生活。因此在课堂教学中,注重将科学探究的要素淋漓尽致的体现出来,使学生在探究中敢于质疑、勇于辩论,在充分交流中比较、筛选出最佳的实验方案。而当学生遇到困难时,教师的指导作用突显出来,从而使师生互动不再停留在形式上,而具有实质意义。这样一堂鲜活的课上完后,学生收获的不只是知识,还收获了研究问题的方法,从而使学生的科学素养得到培养、提高。
二、教学目标
(一)知识和技能
1.知道电功率表示消耗电能的快慢,知道电功率的单位是W或kW。
2.会用电功率的计算公式P=W / t进行简单的计算。
3.会用电功率的概念解释生活中的一些现象。
(二)过程与方法
1.观察体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系。
2.通过对生活中实际问题的探讨,加深对电功率概念的理解。
(三)情感、态度、价值观
1.激发学生的学习兴趣。
2.培养学生实事求是的科学态度。
三、重点难点
掌握电功率的概念、公式。
运用电功率公式计算实际问题。
四、教学资源
一只PZ220-200的灯泡,一只PZ220-60的灯泡,一个带电能表的示教板,多媒体设备。
五、教学过程
(一)引入新课
提出问题,引导学生提出在生活中对瓦的认识。
1.生活中什么地方经常提到“瓦”?平常所说的“瓦数大”“瓦数小”是什么意思?
2.电器瓦数不一样,表现在消耗电能上有何不同?
学生讨论出各种不同的结果。
(二)电功率
1.提供一只200 W的灯泡、一只60 W的灯泡、一个接好电能表的示教板,引导学生思考怎样利用所给器材进行实验,比较两个瓦数不同的灯泡在消耗电能上有何不同?
2.通过观察电能表的读数可以得到什么结论?
3.引入电功率的概念,用电功率表示消耗电能的快慢。
符号:P
单位:瓦特(瓦)(W)
其他单位:千瓦(kW)
1 kW=103 W
千瓦时的来历
“千瓦时”是电能的单位,它的由来我们能不能从P= W/ t中得出?
看来1千瓦时是功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。
区分“千瓦时”与“千瓦”,一个是电能单位,一个是电功率的单位。
4.组织学生看各种家用电器的功率,参见教材。
学生活动
1.在学生讨论后,选一组学生说出自己的实验思路,并对这组学生的想法进行讨论和补充。
2.学生通过实验观察出“瓦数”不同时,电能表铝盘转速不同,表明了两个灯泡消耗电能的快慢不一样,200 W的消耗电能快,60 W的消耗电能慢。
使学生得到直观认识:不同用电器消耗电能快慢是不一样的。
播放视频“用电能表测量电功率”。
3.学生理解:物理学中,用“电功率”表示消耗电能的快慢,平常所说的“瓦”是电功率的单位。让学生对各种电器消耗电能的快慢(电功率)有一个大致认识。
(三)电功率的计算
1.电功率表明了电器消耗电能的快慢,那么是哪些因素影响着电器的电功率呢?
2.应该在什么条件下比较不同电器消耗电能的快慢?提醒学生回忆“速度”定义。
3.综上所述,我们在比较任何电器的电功率时,算出什么即可?
4.求一个电器的功率:一个用电器在时间t内消耗的电能为W,那么它的电功率P应表示成什么?写出公式中P、W、t 三个符号的意义及单位:
5.用例题巩固电功率公式的使用。
学生活动
1.学生讨论:
应该包含两个方面的因素:消耗电能的多少;消耗这些电能所用的时间。
2.相同时间的前提下,比较消耗电能的多少。
3.单位时间内消耗的电能。应表示成:
P=W / t
即电功率的公式。
W ──电流做的功(消耗的电能)──焦耳(J)
t ──所用的时间──秒(s)
P──用电器的功率──瓦特(W)
(四)怎样测量电功率
1.由理论分析,电功率P与电流I和电压U之间的关系是:
P=IU
I──电流──安培(A)
U──电压──伏特(V)
P──功率──瓦特(W)
2.额定功率:
电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。
3.根据P=IU,设计一个测量用电器功率的方法。
学生思考。
可以测量出用电器的电流I,电压U,根据公式P=IU计算
(五)观察实际用电器,分析功率问题
1.结合教材阅读有关信息。
洗衣机额定电压:220 V
允许最大电流:10 A
洗涤功率:330 W
加热功率:1 950 W
甩干功率:650 W
计算这个洗衣机的最大功率是多少?
2.提出问题:洗衣机的洗涤功率、加热功率、甩干功率共多少?这里有矛盾吗?如果没有矛盾,在没有看到洗衣机实物的情况下,请你判断一下,若要洗衣机工作时不超过总功率,它是怎样设计的?
(六)小结与作业
1.引导学生小结,自我完善。
如:本节课我们探究了电功率,知道了电功率的概念、计算公式、单位;并能利用所学知识进行计算,解决实际问题。
2.布置课后作业。
六、教学流程图
七、教学反思
本堂课在教法上,采取以学生为主体,以问题为中心,以教师为引导,以小组合作为主要方式,让学生进行简单的实验设计,亲身体验探究过程,真正做到让学生“活”和“动”起来,同时在教学中结合了多媒体课件,对学生科学探究过程进行引导,以降低探究难度。
本节课主要特点表现在以下几方面:
电功率的概念是本节内容重点和难点之一,要巧妙地利用前面所学“速度”和“功率”的概念进行类比,使概念的得出水到渠成。探究电功率跟电压和电流关系的实验,是一个完整的探究活动,要让学生在前面实验探究基础上进一步体会探究的各个环节,让学生在科学探究的过程中体会科学思想和科学方法,培养学生的科学探究能力。本课要根据实际情境设计问题让同学解答,在解题中激发兴趣。教学的真正目的是让学生通过知识的探索去获得研究和思维的方法,所以在在设计本教案的时尽量通过学生的自主、合作、探究及师生交流、共同发展的互动过程来教给学生一种研究问题的方法,从而培养学生的能力。
重视获得知识的结果,更要突出知识形成的过程。在教学中,注意弄清物理知识的来龙去脉,而不是只要学生仅仅记住某些结论,进而发掘学生学习物理的潜能,把握物理知识内在的规律,培养学生对物理规律和概念的领悟能力,是提高教学效益的有效途径。重视科学思想和科学方法的教育,从实际生活中的物理现象出发,创设问题情景引入课题,不仅提高学生学习物理的兴趣,又能提高学生解决问题、分析问题的能力。在教学过程中,能灵活运用观察、实验、分析、归纳等科学方法,这样有利于培养学生正确的科学思维方式和科学方法。
初中物理教学设计(重力)
1.充分体现“从生活到物理,从物理到社会”的教学理念
《重力》这节课的教学内容与日常生活联系紧密,学生体验非常丰富,所以在教学过程中将生活和自然界中的一些与重力有关的物理现象联系起来,让学生进一步感受到物理就在我们的身边,物理不仅有趣,而且非常有用,从而激发学生的求知欲望,培养学生的学习兴趣。
2.注重科学探究,注意教学方式的多样化
科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。本节课通过探究“重力大小和质量的关系”的过程,引导学生提出问题,培养学生善于发问、质疑的良好习惯,鼓励学生制订简单的科学探究计划,培养学生处理信息的能力,体验科学探究的乐趣,领悟科学探究的思想和精神,为学生的终身学习建立基础。教学过程中通过多媒体技术优化课堂教学,提高教学效率。
3.通过实验培养学生对科学的兴趣和热爱
兴趣是开启智慧大门的钥匙,只有当学生对物理有了兴趣,才能有学习的乐趣,进而发展到有研究物理的志向。在本节课通过探究“重力的大小和质量的关系”的分组实验。培养学生的动手能力,养成通过实验研究问题、思考问题的习惯,发展学生终生对科学探索的兴趣。
【教材分析】
1.教材的感性材料丰富,每一个知识点都是从观察或实验引入的,符合九年级学生的认知规律。
2.书中的插图极富启发性和趣味性,有利于激发学生的学习兴趣。
3.课本让学生通过探究“重力的大小跟质量的关系”,极大程度地调动了学生的积极性,活跃了课堂气氛,锻炼了学生动手动脑的能力,实现了学生的主体地位。
【学习者情况分析】
1.学生的年龄特点和认知特点
九年级的学生正处在青少年时期,具有强烈的好奇心,较强的观察能力。通过八年级物理学习,已经具备一定的实验探究能力以及多种物理研究方法。初步了解矛盾对立统一的辩证思维规律,正处于逻辑思维能力发展的最佳时期。并且具备了一定的生活体验,如熟透的苹果要落向地面,并且下落时速度越来越快等有关事例,但并不明白其中的道理。
2.在学习本课之前应具备的基本知识和技能
学生应具备一定的生活体验,掌握正确使用弹簧测力计的有关知识,具备一定的实验探究能力、逻辑思维能力。
3.学习者对即将学习的内容已经具备的水平
本节课所涉及的内容与实际生活联系紧密,使学生具备了一定的生活体验,进而使学生由对生活现象的初步了解,通过实验探究──观察现象──逻辑推断,最后上升为理论认识,有效的锻炼了学生的逻辑思维能力。
【教学目标】
1.知识与技能
①知道什么叫重力,了解重力产生的原因;
②知道重力的方向以及重垂线的应用;
③理解重力的大小与质量的关系。
2.过程与方法
①通过学生探究实验得出影响重力的因素;
②通过“实验分析”强化理解重力方向及重心。
3.情感态度与价值观
①培养学生乐于探究自然现象,物理规律的兴趣,提高学生辩证的分析物理知识的意识;
②培养学生的交流意识与团队协作精神。
【重点与难点】
重点:重力的概念、重力的大小与质量的关系及重力方向。
难点:重力的大小与质量的关系及重垂线的应用。
【教学媒体和教学技术选用】
本次教学需要实物教具、实验器材和多媒体课件的辅助。
实物教具:重物、重垂线。
实验器材:弹簧测力计、多个钩码、细线、小重物。
实物教具、实验器材和多媒体课件分别在本课的引入、学生探究等环节中得到应用,它们的使用可以更好的激发学生兴趣,引起学生的好奇,为学生提供了良好的学习氛围,和充足的实验器材,使学生的学习资源更为丰富。
【教学方法】
探究法、引导发现法、阅读指导法、直观演示法和讲解法。
引导发现法属于启发式教学,本课将通过教师的引导、启发、使学生积极参与,主动探索和发现物理规律。直观演示法就是:通过插图、实验、模型、投影、多媒体课件等直观教学手段,使物理情景具体化、形象化,有利于激发学生的学习兴趣,促使知识由具体感知向抽象思维的转化。这两种教学方法配合使用,加上指导学生阅读和教师精确的讲解,严密的推理,将达到教学方法的优化组合。
【教学评价方式】
(1)通过观察实验,关注学生在观察操作、现象等活动中的主动参与程度与合作交流意识,及时给与鼓励、强化、指导和矫正。
(2)通过实验探究“重力的大小和质量的关系”,给学生机会,在自然放松的状态下,将思维充分发散,揭示了学生的逻辑思维能力和过程,并反馈了班级学生的实验探究能力。知识与技能的掌握情况,使老师可以及时诊断学情,调查教学。
【教学和活动过程】
一、教学准备阶段
1.课前根据本节课需要自制了一系列重物落地的动画演示多媒体课件,在引入新课时激发学生的探究热情。
2.需要对学生分组,前后桌4人一组,每组包括能力不同的学生,设组长1名,中心发言人1名,其他人可适时补充,组长主要肩负引领和鼓舞同学学习积极性之责。
二、具体教学过程
(一)复习旧知识,引入新课
首先以提问的方式复习力的概念,弹簧测力计的使用方法、力的三要素和力的示意图,为学好本节新课做好必要的知识准备。
然后,利用课本50页“想想做做”,让学生做“模拟引力”实验。再利用“苹果落地”及“一系列重物落地”的多媒体动画引入新课。
(说明:1.让学生通过实验先感受橡皮不会飞走是因为受到“引力”作用,拉进了学生跟所学知识的距离。2.由于学生日常生活中有很多重力现象的体验,并且在小学时就知道牛顿发现万有引力的故事,因此他们对插图所展示的物理情景是很熟悉的,知道重物的落地是由于重物的吸引,即重力的作用。所以这样引入新课很自然,体现了物理知识是来源于生活的。)
(二)进行新课
1.重力的概念及产生原因。
引入新课后,指导学生阅读课文中“重力”的概念,分析重力产生的原因和施力物体,使学生理解重力的概念。
(说明:方法简单明了,并有助于提高学生自学能力。)
2.探究“重力的大小与质量的关系”
利用实验探究的方法完成这部分知识的教学。实验方法是:先用弹簧测力计分别测出质量为100克、200克、300克的钩码分别受到的重力,填入书中表格,然后算出每次测得的重力与质量的比值,使学生自己“发现”,在误差允许的范围内,物体的重力与质量成正比,其比值是一个定值为9.8牛/千克,由此得出G=mg这个计算重力大小的公式。
并将数据整理画出图像。(正比例函数图像,利用事物投影展示。)
此实验的关键是:①要选精确度较高的弹簧秤。②要正确使用弹簧秤。
(说明:利用学生探究来完成这部分知识的教学,好处有两个:一是使学生有机会参与课堂教学,自主地进行物理规律的探究,体现自主性原则;二是再次练习使用弹簧测力计测量力的大小,提高学生的动手能力。)
3.重力的方向
这也是本节课的一个重点内容。教学实先做演示实验:用细线把物体悬挂起来,静止时让学生观察细线的方向是否竖直?然后剪断细线,同时让学生观察:物体在重力作用下沿什么方向下落?这样又一次让学生自己去“发现”:重力的方向是竖直向下的。
这个知识有一个重要的应用──重垂线,它是建筑工人砌墙时用来校准墙壁是否竖直的。由于学生缺乏这方面的感性认识,在理解上有一定的难度,所以教学时要先易到难,先要求学生观察图12.2-6,再让一位学生利用重垂线进行操作,其他同学分析其工作原理。当学生理解了这一现象后提问:如何用这个重垂线来检查窗台、桌面是否水平?需要什么辅助器材?这是学生较难理解的地方,为了突破这一难点,教师要引导学生回忆测量人体身高的办法,并通过一些动作适当提示,最后在学生充分发表见解的基础上归纳:重垂线其实是应用了重力的方向,然后再解决水平问题。
想想议议:看图12.2-7思考地球上几个地方的苹果都可以向“下”落,但从地球外面看,几个苹果下落的方向显然不同。那么,我们所说的“下”指的是什么方向?
(说明:这一部分的教学,充分体现了学生为主体的教学理念,遵循了由易到难,层层深入的方法。重垂线、水平仪是重力方向的重要应用,对它们的学习,也体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念。)
4.重力的作用点──重心
这个内容比较抽象,为了帮助学生建立这个物理模型,可以先做一个小实验(找刻度尺的重心),然后告诉学生,刻度尺上与手指接触的位置就是重力的作用点,叫做重心。重心做的位置不仅跟物体的形状有关,而且还和材料是否均匀有关。向学生展示圆形薄板等质地均匀、外形规则的物体,指出其重心就在它的几何中心上(演示),并在黑板上画出这两种形状的物体图形,标出重心位置,做出重力的示意图。通过这样的教学处理,学生便对重心的概念有了一个具体的感知,知道物体受到的重力可以看作集中在一点上;利用这个重心的平衡特点,还能找出材料不均匀或形状不规则物体的重心。
(说明:利用实验帮助学生建立了“重心”这个较难理解的物理模型,并应用于实际,起到了事半功倍的效果。)
5.布置作业
动手动脑学物理1—5题。
【教学反思】
1.在教学过程中,加强学法指导是当前教学方法改革的一个重要课题。本节课重点是指导学生如何主动去观察思考、动手实验,初步掌握研究常见力的方法。通过实例分析,提高学生引用知识解决问题的能力,养成良好的学习习惯。
2.由于九年级学生刚接触到力,对利用力的知识来研究常见力,所以本节课根据循序渐进的教学原则完成教学,并获得了成功。
⑵ 初中物理功率教学设计
要教导初中生学好物理,学好功率知识,教学设计必不可少。下面我为你整理了初中物理功率教学设计,希望对你有帮助。
初中功率教学设计
初中物理功率教学 反思
功率的概念来源于生产和生活,功率的知识是机械功概念的进一步延伸,在生产和生活实际中应用的例子很多很广,而且功率与力、功率与速度的关系又是联系实际生活和科学实践的纽带,教学中可充分利用这一优势,使抽象的物理概念变得富有实际意义。发展学生应用知识解决实际问题能力,树立正确的价值观。
本节的教学重点是使学生确切地理解功率的概念,会进行功率的计算;会利用功率与力、功率与速度的关系P=F·v分析汽车发动机功率一定时,牵引力和速度的关系;尝试自己设计实验,测量人在某种运动中的功率。例题的教学不仅可以使学生学会应用基本公式进行计算,而且可以增进学生对平均功率和瞬时功率的理解;机动车起动问题的分析过程有利于学生养成分析物理过程的习惯,培养学生的 逻辑思维 能力,综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题的能力,避免简单地套用公式;在建立“功率”概念中,让学生通过学习物理研究 方法 ,体会用比值方法来建立新的物理概念,使学生学会思考问题;通过充分利用书中的插图以及联系生活中实例的教学,引导学生认识物理与社会生活的密切联系,可以让学生感受生活中物理无处不在,无时不在影响我们的生活,从而激发学生学习物理的兴趣;通过学生设计测量人的做功功率的实验,达到学以致用的目的,培养学生运用科学知识解决实际问题能力。
初中物理教学常用方法
1
控制变量法
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论。通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”,最终得出欧姆定律I=U/R。为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关, 控制导体的长度和材料不变,研究导体电阻与横截面积的关系。为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,保证压力相同时,研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
利用控制变量法研究物理问题,注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习。还有蒸发的快慢与哪些因素的有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学研究方法。
2
转换法
一些比较抽象的看不见、摸不着的物质要研究它们的规律,可转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。如:分子的运动,电流的存在,磁场的存在等, 如:空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它;电流看不见、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的作用来认识它。
再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量。在由其定义式计算出其值,如电功率、电阻、密度等。还有测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积;我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度;在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小;大气压强的测量转换成测大气压支持水银柱算的压强;测
硬币的直径时转换成测刻度尺的长度;测液体压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化;通过电流的效应来判断电流的存在;通过磁场的效应来证明磁场的存在;研究物体内能与温度的关系转换成测出温度的改变来说明内能的变化;在研究电热与电流、电阻的因素时,我们将电热的多少转换成液柱上升的高度;在我们研究电功与什么因素有关的时候,我们将电功的多少转换成砝码上升的高度;密度、功率、电功率、电阻、压强(大气压强)等物理量都是利用转换法测得的;动能与什么因素有关时,看小球在平面上滑动的越远则动能越大,就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。以上列举的这些问题均应用了这种科学方法。
3
放大法
在有些实验中,实验的现象我们是能看到的,但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。比如音叉的振动、响度的影响因素很不容易观察,所以我们利用小泡沫球或 乒乓球 将其现象放大。观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭,装水,插上一个小玻璃管,将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。
4
累积法
在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张相同纸的厚度再将结果除以100,这样测量的结果更接近真实的值就是采取的
积累法。要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。
5
类比法
在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成,水压使水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。
6
理想化物理模型
实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
比如: 磁感线,它是不存在的线,但是我们为了便于研究磁场我们人为的引入了一些曲线,将我们研究的问题简化。液柱,求液体对竖直的容器底的压强的时候,我们就选了一个液柱作为研究的对象简化;光线,光线是一束的,而且是看不见的,我们使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化,利用了理想化模型 。还有匀速直线运动,生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动,在我们研究问题的时候匀速直线运动只是一个模型)
9
科学推理法
一切发声体都在振动结论的得出,在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时,都要用到这一方法。
在验证导体的电阻与什么因素有关的时候,经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度,材料,横截面积,温度有关,也是将实验的结论整理到一起后归纳 总结 得出的。在所有的科学实验和原理的得出中,我们几乎都用到了这种方法。
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比较法(对比法)
当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,可以进行比较的事物和物理量很多,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。
如,比较蒸发和沸腾的异同点;比较汽油机和柴油机的异同点 ;电动机和热机;电压表和电流表的使用。利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别,使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西。
11
分类法
把固体分为晶体和非晶体两类、导体和绝缘体。
12
观察法
物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在。在教学中,可以根据教材中的实验,如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中,
要求学生认真细致的观察,进行规范的实验操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能。大部分均利用的是观察法。
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比值定义法
如密度、压强、功率、电流等概念公式采取的都是这样的方法。
14
多因式乘积法
如电功、电热、热量等概念公式采取的都是这样的方法。
15
逆向思维 法
如由电生磁想到磁生电
⑶ 焦耳定律教案范文大全
物体运动轨迹是曲线的运动,称为“曲线运动”。当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上,物体就是在做曲线运动。接下来是我为大家整理的焦耳定律教案 范文 大全,希望大家喜欢。
焦耳定律教案范文大全一
教学设计与说明
教材分析
《焦耳定律》是《普通高中物理课程标准》选修模块3—1中第二章“恒定电流”中的内容,其基本内容是“电功和电功率”“焦耳定律”。本节从能量转化的角度理解电功和电热,区分纯电阻电路与非纯电阻电路。教科书没有通过实验归纳引入焦耳定律,而是从能量守恒定律分析得出的。
本节课的教学内容选自人民 教育 出版普通高中课程标准实验教材教科书2007年版《物理》选修3—1第2章第5节。教材内容由“电功和电功率”“焦耳定律”两部分组成。在“电功和电功率”部分,教科书根据功和能的关系,从电能的转化引入电功的概念,然后根据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式,教学中可以引导学生对用电器中的能量转化进行讨论,这样有利于学生理解电功的物理意义:1.从静电力做功的角度去思考问题。电流通过用电器的过程中,消耗了电能,同时产生了 其它 形式的能,这个能量转化的过程就是电流做功的过程。实质上,就是静电力做功,电势能减小,增加了其他形式的能的过程。在转化过程中能量守恒。2.功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键。3.推导电功的公式时,在时间t内,相当于把电荷q由电路的一端移到另一端,移动电荷所做的功可由第一章静电场的知识求得。4.不同的用电器电流做功的快慢不同,引入电功率概念,还可以类比速度等概念进行学习,帮助学生理解,要让学生知道额定电功率的含义,并让学生知道额定电功率的含义,并让学生对常见用电器的额定功率有一个大致的了解。这部分内容的教材安排完全符合学生的认知和理解,因为学生在这之间已学习了静电场和能量守恒定律,在学生看来这样的一部分内容只是已有知识的一个演变过程,这样有利于学生在短时间内理解,对学生接下来的学习完全扫清了障碍。“焦耳定律”中,电路中电流做功,将电能转化为其他形式的能,其中很常见的就是内能。教师可以用电动机电风扇等常见的家用电器作为例子,引导学生进行讨论,电动机消耗的电能转化为机械能和内能两部分。让学生清楚,对于非纯电阻电路,电功和电热不相等。这时可以从能量守恒角度来考虑问题。这部分学生既可以学习新知识亦在生活中学习物理,也是物理联系生活的一个重要环节。
2.学情分析
教学主体是普通高二年纪的学生,已经掌握了功能关系的知识以及简单的静电学的知识,学生具有一定的分析推理能力,对于简单的公式的推导基本已经可以接受,但是本节侧重从能量守恒定律分析问题,较为繁琐,这对学生学习造成了困难,因此本节老师要引导学生对以上问题进行归纳 总结 。一方面总结电功和电热的关系;另一方面,要让学生体会能量转化和守恒的观点来分析问题的思想 方法 。经过本节的学习,对于将来学生遇到更复杂的能量守恒问题能轻松自然地解决。
二、教案
课题 焦耳定律 授课时间 学生 普通高中二年级学生
教学目标 知识与技能 理解电功电功率公式的物理意义,了解实际功率和额定功率
了解电功和电热的关系、了解电功和电热等价几个公式的适用条件
知道非纯电阻电路中电能与其他形式能的转化关系,此时电功大于电热
能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题 过程与方法
通过有关实例让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
情感态度与价值观
通过本节课的学习让学生体会能量守恒定律的普遍性
教学重点
区别并掌握电功和电热的计算
教学难点
学生对电路的能量守恒中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较难
教学方法 策
讲授法、概念转变策略
教学过程 教学流程 主体内容 学生活动 教师活动 新课导入(复习导入)
新课教学
回顾知识:(1)把电荷在电场中某一点移到另一点静电力会对电荷做功:
EMBED Unknown ________________定义式
如果是匀强电场:那么有
EMBED Unknown
_____补充:如果电场力做正功电势能将要减少,如果电场力做负功电势能将增加,这中间有能量的转化。
(2)我们还学过电流,其定义式:
EMBED Unknown
一、电功和电功率
图2.5-1表示很小一段电路。电荷做定向移动,电荷在做从左向右的定向移动,它们从这段电路的左端移到右端所用的时间为t。那么我们将知道,在这段时间内通过这段电路的电荷总量为:
EMBED Unknown
在这段电路中静电力做功:
EMBED Unknown
如果代换q,则有:
EMBED Unknown ________电功的表达式
表示,电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、
电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。
单位时间内电流所做的功叫做电功率。
EMBED Unknown EMBED Unknown
小结:(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)实质:能量的转化与守恒定律在电路中的体现,电能通过电流做功转化为其他形式的能。
(3)表达式:
(4)物理意义:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两
端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。
(5)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(s),则电功的单位是焦耳(J)。
(6)电功率的表达式:
电功率的物理意义:电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积。
(7)单位:功的单位用焦耳(J),时间的单位秒(s),功率的单位为瓦特(W)
EMBED Unknown EMBED Unknown EMBED Unknown
(8)额定功率:用电器正常工作是所需的电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
一般来说,用电器电压不能超过额定电压,但电压低于额定电压时,用电器的输出功率不是额定功率,而是实际功率。
(9)实际功率:
二、焦耳定律
电流通过电炉、白炽灯等元件时,电能全部转化为导体的内能。电流在这段电路中做的功W等于这段电路发出的热量Q,即:
焦耳定律教案范文大全二
教学目标
(一)知识与技能
1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
(二)过程与方法
通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。
(三)情感、态度与价值观
通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
教学重点:电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
教学难点:电功率和热功率的区别和联系。
教学方法:等效法、类比法、比较法、实验法
教学用具:灯泡(36 V,18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机
教学过程:
(一)引入新课
教师:用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,请同学们列举生活中常用的用电器,并说明其能量的转化情况。
学生:(1)电灯把电能转化成内能和光能;
(2)电炉把电能转化成内能;
(3)电动机把电能转化成机械能;
(4)电解槽把电能转化成化学能。
教师:用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
(二)进行新课
1、电功和电功率
教师:请同学们思考下列问题
(1)电场力的功的定义式是什么?
(2)电流的定义式是什么?
学生:(1)电场力的功的定义式 W=qU
(2)电流的定义式I=
教师:投影教材图2.5-1(如图所示)
如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I,在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
学生:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教师:这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中,电场力做了多少功?
学生:在这一过程中,电场力做的功W=qU=IUt
教师:在这段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称电功。
电功:
(1)定义:在一段电路中电场力所做的功,就是电流所做的功,简称电功.
(2)定义式:W=UIT
教师:电功的定义式用语言如何表 述?
学生:电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U,电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
教师:请同学们说出电功的单位有哪些?
学生:(1)在国际单位制中,电功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.
(2)电功的常用单位有:千瓦时,俗称“度”,符号是kW·h.
教师:1 kW·h的物理意义是什么?1 kW·h等于多少焦?
学生:1 kW·h表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
说明:使用电功的定义式计算时,要注意电压U的单位用V,电流I的单位用A,通电时间t的单位用s,求出的电功W的 单位就 是J。
教师:在相同的时间里,电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如,在相同时间里,电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少,而且还有快慢,为了描述电流做功的快慢,引入电功率的概念。
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。
(2)定义式:P= =IU
(3)单位:瓦(W)、千瓦(kW)
[说明]电流做功的“快慢”与电流做功的 “多少”不同。电流做功快,但做功不一定多;电流做功慢,但做功不一定少。
教师:在力学中我们讲功率时有平均功率和瞬时功率之分,电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢?
学生 分组讨论。
师生共同总结:
(1)利用P= 计算出的功率是时间t内的平均功率。
(2)利用P=IU计算时,若U是某一时刻的电压,I是这一时刻的电流,则P=IU就是该时刻的瞬时功率。
教师:为什么课本没提这一点呢?
学生讨论,教师启发、引导:
这一章我们研究的是恒定电流,用电器的构造一定,通过的电流为恒定电流,则用电器两端的电压必是定值,所以U和I的乘积P不随时间变化,也就是说瞬时功率与平均功率总是相等的,故没有必要分什么平均功率和瞬时功率了。
[说明]利用电功率的公式P=IU计算时,电压U的单位用V,电流I的单位用A,电功率P的单位就是W。
2、焦耳定律
教师:电流做功,消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能,于是导体发热。
设在一段电路中只有纯电阻元件,其电阻为R,通过的电流为I,试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。
学生:求解产生的热量Q。
解:据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR
在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt
由于电路中只有纯电阻元件,故电流所做的功W等于电热Q。
产生的热量为
Q=I2Rt
教师指出:这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的,叫焦耳定律,同学们在初中已经学过了。
学生活动:总结热 功率的定义、定义式及单位。
热功率:
(1)定义:单位时间内发热的功率叫做热功率。
(2)定义式:P热= =I2R
(3)单位:瓦(W)
[演示实验]研究电功率与热功率的区别和联系。
(投影)实验电路图和实验内容:
取一个玩具小电机,其内阻R=1.0 Ω,把它接在如图所示的电路中。
焦耳定律教案范文大全三
教学分析
学生在初中已经接触过焦耳定律的内容,为本节课的学习打下了一定的基础,但高中阶段将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律,这对学生的学习提出了更高的要求。本节课所涉及的能量观点,是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外,这一节的内容在实际中有广泛而重要的运用,不但是学习后续知识的基础,而且是学习电工的基础。所以,本节课不但是物理知识的传授课,更是物理方法和思想的渗透课。在教学中应该充分联系实际,以便巩固和加深对基本知识的理解,掌握实际问题中的原理。
教学目标
1.理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算。
2.理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3.知道电功率和热功率的区别和联系。
4.通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养分析、推理能力。
5.通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步培养辩证唯物主义的观点。
教学重点难点
电功和电热的计算是本节课的教学重点,围绕这个教学重点,具体实施教学时,会出现这样几个教学难点:电流做功的表达式的推导,纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
教学方法与手段
1.采用问题解决式,引导学生联系前面电场力的知识,推导电流做功的表达式。
2.密切联系实际,通过实例分析让学生明确各种电能与其他形式的能的转化情况。
3.进行演示实验,让学生明确纯电阻电路与非纯电阻电路在能量转化时的区别。
eq o(sup7(),sdo5(课前准备))
教学媒体
投影仪、多媒体课件、滑动变阻器、小电风扇、电压表、电流表、电源、电键、导线。
知识准备
电场力对运动电荷做功的求法、欧姆定律。
eq o(sup7(),sdo5(教学过程))
导入新课
[事件1]
教学任务:创设情境,导入新课。
师生活动:
问题导入:
问题1:用电器通电后,可以将电能转化为其他形式的能量,请同学们列举生活中常用的用电器,说明其能量的转化情况。
参考示例:电灯把电能转化为内能和光能;电炉把电能转化为内能;电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能。用电器把电能转化为其他形式能的过程,就是电流做功的过程。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,遵循能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。
问题2:电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?
本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
推进新课
[事件2]
教学任务:推导电流做功的表达式
师生活动:
思考并讨论:(多媒体打出画面)一段导体长为L,横截面积为S,电阻为R,在导体两端加上电压U,通过导体的电流为I。
图2.5-1推导电流做功的表达式
(1)结合此模型说出电流做功实质上是怎样的?
参考答案:电流做功的实质是电路中电场力对定向移动的电荷做功。
(2)利用学过的知识,推导一下经过时间t,电流做的功。
可能出现的结果:学生无从下手。可通过问题引导学生思考并推导出公式来。
请同学们思考下列问题:
(1)电场力做功的定义式是什么?
(2)电流的定义式是什么?
参考答案:(1)在第一章里我们学过电场力对电荷的功,若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为UAB,则电场力做功W=qUAB。
(2)电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I,在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。
对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It(在时间间隔t内搬运的电荷量为q,则通过导体截面电荷量为q,I=q/t),所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
结论:电功
(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)表达式:W=IUt。
①物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压U、电路中电流I和通电时间t成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。
③单位:焦耳(J)1 J=1 V·A·s。
【注意】功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键。
[事件3]
教学任务:推导电功率的表达式。
师生活动:
问题引导:在相同的时间里,电流通过不同用电器所做的功一般不同。(例如,在相同时间里,电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。)电流做功不仅有多少,而且还有快慢,如何描述电流做功的快慢呢?
参考答案:可以用单位时间内电流所做的功,即电功率表示做功的快慢。
结论:电功率。
(1)定义:单位时间内电流所做的功。
(2)表达式:P= eq f(W,t) =IU(对任何电路都适用)。
(3)单位:瓦特(W),1 W=1 J/s。
【说明】电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快,但做功不一定多;电流做功慢,但做功不一定少。
(4)额定功率和实际功率
额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率:用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
【说明】最后应强调:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者,这里W=IUt是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。
[事件4]
教学任务:焦耳定律
师生活动:
思考并讨论:电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。这就是电流的热效应,那么,电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?
结论:英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。
(1)焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式:Q=I2Rt。
(2)热功率:单位时间内的发热量,即P=Q/t=I2R。
思考并讨论:电路中电流对导体做的功是否等于导体内产生的热量呢?
可能出现的结果:学生一般认为,W=IUt,又由欧姆定律,U=IR,所以得出W=I2Rt,电流做这么多功,所以,放出热量Q=W=I2Rt。
这里有一个错误:Q=W,可通过问题引导学生思考并找出来:
●何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?
●什么电路中Q=W?什么电路中W≠Q?(W>Q)?为什么?举实例
●欧姆定律I= eq f(U,R) 及变形公式适用条件是什么?为什么?
参考答案:
(1)电流有可能转化为其他形式的能。如:电吹风、电解槽、电池。
(2)对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W=Q,这时W=Q=UIt=I2Rt;关于非纯电阻电路中的能量转化,电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,这时W>Q,即W=Q+E其他或P=P热+P其他、UI=I2R+P其他。
(3)欧姆定律I= eq f(U,R) 及变形公式适用条件是纯电阻电路。
【实验】如何用玩具小风扇验证电功率和热功率不相等?
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