2017年秋沪科版九年级物理上册教案(打包)

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2017年秋沪科版九年级物理上册教案(打包)

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第三节 内燃机
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道热机、内燃机的概念,知道内燃机是热机的一种,体会现代交通工具对人们生活的巨大影响.
2.通过模型或挂图了解四冲程汽油机和柴油机的构造.
3.能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化.
二、过程与方法
1.学生通过观察汽油机、柴油机的工作过程,能够简单地描述它们的主要特征,培养和提高学生的观察能力.
2.通过对汽油机、柴油机结构的观察,有对观察到的现象做出判断的意识.
3.通过上网等各种途径收集整理有关蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机的原理、特点的相关资料,培养学生收集信息和整理信息的能力.
三、情感、态度与价值观
1.通过对本节课的学习,培养学生乐于探究生活中的物理学道理的良好习惯.
2.通过学习热机的应用,激发学生的学习兴趣,培养学生将科学知识应用于人类社会的意识,进一步认识科学技术和社会的关系.
【教学重点】四冲程汽油机的工作原理及能的转化过程.
【教学难点】汽油机和柴油机之间的区别.
【教具准备】多媒体课件、铁架台、试管、金属网罩、胶塞、酒精灯、水;汽油机和柴油机的实物模型.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师利用音像资料,展示汽车运动,坦克前进的画面,然后设问:你知道汽车、坦克为什么会运动起来吗?汽车、坦克的发动机是怎样获得能量的?
学生思考、讨论、发表各自的看法.
师 汽车、坦克的发动机其实是个内燃机,它通过将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能,从而使汽车、坦克运动起来.下面我们就一起来学习第三节内燃机.
【预习指导】
阅读课本P45-48文字内容和插图,把基本概念、规律、规定,以及汽油机和柴油机的异同点,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
热机
一、学生内部讨论交流,回答下列问题.
师 什么是热机?什么是内燃机?
生:把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置称为热机;燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机.
教师用多媒体播放课件“热机的分类和几种发动机原理”.
热机的分类和几种发动机原理(多媒体课件)
(1)热机的分类
通常根据燃料燃烧方式,将热机分为内燃机与蒸汽发动机两类.凡燃料直接在气缸内燃烧,全部能量转变过程在气缸内完成的热机称为内燃机,如汽油机、柴油机等都属于此类.先把燃料燃烧时释放的能量的一部分传给工质,再由工质将得到的能量的一部分转变为机械能的称蒸汽发动机,又称外燃式发动机.内燃机的工质是燃烧的烟气,而蒸汽发动机的工质是水蒸气.
蒸汽机在热机中是最早出现的,以后是内燃机、汽轮机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机相继交叉出现,其中内燃机应用范围最广,天空、地上、水中都有内燃机的身影.蒸汽发动机由于笨重、效率低,现在应用已不多.
(2)几种发动机原理简介
蒸汽轮机利用锅炉产生的高温、高压蒸汽从喷嘴高速喷出,冲击叶轮,使叶轮与机轴一同旋转.蒸汽轮机的输出功率很大,大型的蒸汽轮机输出功率可达几十万千瓦.
燃气轮机基本原理与蒸汽轮机相似,但工质不是蒸汽,而是燃料燃烧后生成的烟气.中国民间工艺品“走马灯”即是一种原始简单的燃气轮机,早在800年前就已在我国出现.燃气轮机不仅输出功率大(可达十几万千瓦),而且效率高,可达50%~60%.
空气喷气发动机燃料在发动机的燃烧室内燃烧,生成的烟气从喷口高速喷出,根据反冲原理,发动机机身将向反方向运动.
火箭发动机其结构与原理和喷气发动机相似.区别是空气喷气发动机燃料燃烧时的氧化剂(氧气)取自空气,因此空气喷气发动机只能在大气层内工作,主要用在飞机上;火箭发动机则自带氧化剂,燃料燃烧时不依赖于空气,因此可在大气层外工作,是发射人造卫星和宇宙飞船的动力源.中国在节日放的“起花”也即是火箭的原型,中国是火箭的故乡.
【师生互动归纳总结】
(1)热机定义:把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置.
(2)工作原理:将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,再对外做功,把内能转化为机械能.
(3)热机的种类:①蒸汽机;②内燃机;③汽轮机;④喷气发动机等.
(4)内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机,常见的有汽油机和柴油机.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
汽油机
教师展示汽油机的实物模型,讲解结构部件名称(如图),引导学生了解汽油机的构造.
【师生互动归纳总结】
汽油机的构造:主要由气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和火花塞组成.
教师用多媒体播放汽油机工作过程中的flash视频动画:汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气,推动活塞做功.活塞移动带动曲轴转动.要使汽油机连续工作,活塞必须能在气缸内往复运动.活塞在气缸内做一次单向运动,叫做一个冲程(或行程).多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的.(启发学生注意四个冲程中工作情况及能量变化).
【师生互动归纳总结】
(1)冲程:汽油机工作时,活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程(或行程).
(2)汽油机的四个冲程:吸气、压缩、做功、排气.
教师再次播放汽油机工作的视频动画,并提醒学生带着以下问题观察和思考:
(1)四个冲程中气阀开启、闭合状态如何?活塞运动方向如何?
(2)吸气冲程中为什么能将汽油和空气的混合物吸进汽缸?
(3)压缩冲程中压缩的是什么?压缩到最后会有什么结果?
(4)四个冲程中哪些冲程发生了怎样的能量转化?
(5)哪个冲程使机器获得动力?哪个冲程排出了汽车的尾气?
学生看完视频后分组讨论,并积极回答问题:
生1:①吸气冲程:进气阀打开,排气阀关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入气缸.
②压缩冲程:进气阀和排气阀都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩.
③做功冲程:进气阀和排气阀都关闭.在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体.高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.
④排气冲程:进气阀关闭,排气阀打开,活塞向上运动,把废气排出气缸.
生2:吸气冲程中当活塞向下运动时,气缸内气体的体积增大,压强变小,大气压将油气混合物吸进气缸.
生3:压缩冲程中,活塞对油气混合物进行压缩做功,结果是使油气混合物的内能增加,温度升高.
生4:四冲程中“压缩冲程”和“做功冲程”中发生了能量转化,其中“压缩冲程”中是将机械能转化为内能;“做功冲程”中,燃料燃烧,燃料的化学能转化为燃气的内能,产生高温高压气体,推动活塞运动,又使燃气的内能转化为机械能.
生5:做功冲程中机器获得动力,排气冲程中排出了汽车的尾气.
教师鼓励学生的回答,然后用多媒体展示“四冲程汽油机的工作循环示意图”(如图),并进行比较,强调压缩冲程和做功冲程中的能量转化.

【师生互动归纳总结】
(1)汽油机的一个工作循环由四个冲程组成,曲轴和飞轮均转动两周,对外做功一次.
(2)压缩冲程:机械能转化为内能;
做功冲程:内能转化为机械能.
(3)汽油机的四个冲程中,只有做功冲程产生动力,其他三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成,且消耗机械能.
例题1(多媒体展示)如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是( )
A.压缩冲程,将化学能转化成内能
B.压缩冲程,将机械能转化成内能
C.做功冲程,将内能转化成机械能
D.做功冲程,将机械能转化成内能
解析:判断内燃机工作过程属于哪一个冲程,需分两步:一是看气门开闭状况,二是看活塞运动情况,具体判断方法是:一气门打开,若进气为吸气冲程,若排气为排气冲程;两气门都关闭,活塞向上是压缩冲程,活塞向下为做功冲程.本题是两气门都关闭,活塞向上是压缩冲程.压缩冲程是将机械能转化为内能.
答案:B
例题2(多媒体展示)一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速为6000r/min,则每秒钟发动机完成_____个冲程,对外做功_____次.
解析:由6000r/min,算出飞轮每秒转动的转数为6000r/60s=100r/s.飞轮转一周完成2个冲程,一个工作循环为4个冲程,做1次功,飞轮需要转动2周,则每秒完成冲程数为100×2=200(个),每秒做功次数为1/2×100=50(次).
答案:200 50
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
柴油机
师 坦克和轮船上使用的是柴油机,柴油机是如何工作的?它的构造又如何呢?下面我们就一起来学习“柴油机”.柴油机是利用汽缸内燃烧柴油所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功的热机.它的构造和汽油机的构造大致相同,所不同的是柴油机的汽缸顶部无火花塞而有喷油嘴.(教师可展示柴油机的实物模型,也可以展示图片引导学生观察汽油机与柴油机结构的异同)
教师用多媒体播放课件“柴油机的工作过程”,并讲解.
柴油机的工作过程(多媒体课件)
柴油机的一个工作循环也是由四个冲程组成,曲轴和飞轮均转两周,对外做功一次,活塞往复两次,除做功冲程外的其他三个冲程,也是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成.
教师引导学生简单叙述汽油机与柴油机的相同点和不同点.(帮助学生了解柴油机的结构,同时增强对四冲程特点的理解)
【师生互动归纳总结】汽油机与柴油机的比较:
①相同点:都是燃料在汽缸内燃烧;都是将内能转化为机械能的装置;都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环,曲轴和飞轮转动两周,对外做功一次;启动时,都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来.
②不同点:
教师引导学生思考内燃机的使用与环境保护的关系,指出汽车尾气(废气)的危害及减小危害措施,鼓励学生课外上网查阅相关资料.
例题3(多媒体展示)下列关于柴油机的叙述中,正确的是( )
A.柴油机是把内能转化为机械能的装置
B.四冲程柴油机每经过一个工作循环,曲轴就要转动四周
C.汽油机有喷油嘴,柴油机有火花塞
D.汽油机用压燃式点火,柴油机用点燃式点火
解析:由热机的概念知,把内能转化为机械能的装置称为热机,柴油机属于热机,故A是正确的;四冲程内燃机每经过一个工作循环,有四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次,故B错误;在做功冲程中,汽油机是通过火花塞产生电火花点燃高温高压的油气混合物,是点燃式,而柴油机是用喷油嘴向远高于柴油燃点的空气喷射雾状柴油而使柴油燃烧的,称之为压燃式,故C、D选项错误.
答案:A
例题4(多媒体展示)某单缸四冲程柴油机的汽缸活塞面积为30cm2,一个做功冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程中燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周,当柴油机满负荷工作时(不计摩擦),求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功;
(3)柴油机的功率.
分析:本题综合考查了压力与压强的关系、功和功率的计算、柴油机的工作原理等知识.(1)已知压强p和受力面积S,根据压强定义式p=F/S的变形式F=pS,可直接求出;(2)根据求出的压力和已知压力移动的距离s,根据公式W=Fs可求出做的功;(3)柴油机工作时,飞轮转动两周,对外做功一次,由此可根据飞轮的转速求出飞轮1s做功的次数,从而可以求出柴油机的功率.
解:(1)做功冲程燃气对活塞的平均压力
F=pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2.7×103N;
(2)一个做功冲程燃气对活塞的功
W=Fs=2.7×103N×50×10-3m=135J;
(3)因为飞轮的转速是1800r/min=30r/s,
每秒做功次数n=1/2×30=15次,
柴油机的功率P==2025W.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么?
【课后作业】
1.请同学们做课本P48-49作业1 2 3 4.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.吸气、压缩、做功、排气压缩做功 2.B 3.D
4.

1.本节课的教学设计通过创设问题情景,提出让学生感兴趣的问题,引导学生思考热机中能量的转化,并通过播放flash动画,让学生认识掌握汽油机和柴油机的构造和工作原理.
2.教学时,教师主要从构造、工作过程及优缺点等几个方面对汽油机和柴油机进行介绍,重点讲述汽油机的四个冲程,通过视频和插图对四个冲程逐一进行介绍,使学生对汽油机的工作过程有一个完整的了解.在讲解柴油机时,教师可以采用对比的方法,结合柴油机的构造简图,讲述它与汽油机在构造上的异同,对于它们相似的地方,只需做简略的说明,而重点介绍它们的吸气冲程、压缩程度、点火方式上的不同.这样安排有利于学生抓住重点.最后简单介绍了汽油机和柴油机的优缺点及其运用.
3.在帮助学生了解汽车的发展史的过程中,鼓励学生通过多种途径,如采访工人,查阅资料,上网搜集等,了解汽车在现代社会生活中的重要作用,同时给人类生活环境带来的负面影响.明白科学是一把双刃剑.号召同学们刻苦学习,勇攀科学高峰,为人类社会进步做出应有的贡献.
第四节 热机效率和环境保护
【教学目标】
一、知识与技能
1.从能量转化的角度认识燃料的热值.知道燃料热值的物理意义及其单位;
2.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义;
3.通过能量的转化和转移,认识热机效率.
二、过程与方法
1.通过对燃料燃烧过程的分析,归纳出燃料燃烧过程中的能量转化;
2.通过对热机中的能量转化及损失的分析,了解提高热机效率的具体措施;
3.能利用不同渠道收集信息,有初步的信息收集能力.
三、情感、态度和价值观
1.通过学习提高热机效率的具体措施,帮助学生提高节能意识;初步认识科学技术的发展对自然环境造成的影响,增强环保意识.
2.通过燃料燃烧放出有害物质的学习,使学生初步认识到事物都是一分为二的,培养学生初步的辩证的观点,养成辩证看问题的良好习惯.
【教学重点】燃料的热值,热机效率的计算.
【教学难点】热机中的能量转化及损失,提高热机效率的具体措施.
【教具准备】多媒体课件.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师提问:汽油机以汽油为燃料,柴油机以柴油为燃料,现代火箭以液态氢为燃料,你还见到过哪些燃料?燃料在燃烧的过程中是什么能向什么能转化?
学生回答后,教师归纳指出:燃烧时是化学能转化为内能,目前人类获得内能的主要途径是燃料燃烧,下面我们就一起学习第四节热机效率和环境保护.
【预习指导】
阅读课本P50-53文字内容和插图,把基本概念、规律、规定,以及提高热机效率、加强环境保护等,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
燃料的热值
学生小组内部讨论交流,回答下列问题,教师点拨订正.
师 热值的物理意义是什么?热值的定义、物理量符号、定义式及单位怎样?
生:热值是表示不同燃料燃烧释放热量的能力不同的特性的物理量.某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比,叫做这种燃料的热值,物理量符号为q,定义式q=Qm,单位是“J/kg”.
师 气体燃料的热值又是如何定义的?定义式及单位怎样?
生:气体燃料的热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与所有该燃料的体积之比,定义式为q=Q/V,单位是“J/m3”.
师 分析课本P51常见燃料的热值,你有哪些结论?
生:(1)每种燃料都有自己的热值,不同燃料的热值一般不同.
(2)无烟煤与木炭、焦炭与酒精、汽油与煤油的热值相同.
(3)氢气的热值最大,火箭用液态氢作燃料.
(4)热值是燃料的一种属性,与燃料种类有关,与燃料质量、体积、燃烧情况、放热多少无关.
【师生互动归纳总结】
热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能的本领的大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系.
师 计算燃料燃烧放出热量公式如何?请先做例题.
生:Q=mq或Q=qV(气体燃料)
例题2(多媒体展示)在一次物理实验中,共燃烧酒精42g,如果酒精完全燃烧,则能释放多少热量?这些热量被10kg的水完全吸收,水的温度能上升多少摄氏度?[酒精的热值q=3.0×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
解:Q放=mq=42×10-3kg×3.0×107J/kg=1.26×106J,
由Q放=Q吸=cmΔt得:
即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J;水的温度能上升30℃.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
热机效率
师 用多媒体展示课本P52图13-21热机燃料的能量走向示意图,引导学生回答:什么是热机效率?如何提高热机效率?
生:热机运转中,对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率,
提高内燃机的效率的方法有:
(1)设计好压缩比、点火时机或喷油时机,使燃料燃烧的更充分一些.
(2)减少各种热量损失.
(3)使用时,注意保养,保证良好的润滑,合理调整运动零件之间的间隙,减小因克服摩擦力而额外消耗的能量.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
环境保护
师 用多媒体展示燃料燃烧对环境的影响的视频,引导学生观察思考,讨论、交流保护环境,消除和控制大气污染的措施.
【师生互动归纳总结】危害:①烟尘污染空气;②尾气中二氧化硫、二氧化碳和氢氧化合物,会形成酸雨.
保护环境,控制和消除大气污染的措施:
加强立法工作,加强环保部门的执法力度,对工厂和交通工具要强制达标排放;改进燃烧设备,加装消烟除尘装置;城市和人口密度大的城镇实行集中供热;推广和普及气体燃料的使用;大力植树种草;开发利用太阳能、地热能、核能等新能量,减少矿物燃料的使用等.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们做课本P53-54作业1 2 3 4 5.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.大 2.A 3.C
4.每千克干木柴完全燃烧能放出1.2×107J的热量,4.8×107J
5.能量损失:①部分燃料未完全燃烧;②克服摩擦消耗能量;③废气排出带走能量;④机械传热损失能量
污染:①排放的烟尘使大气十分浑浊;②尾气中二氧化硫、二氧化碳、氢氧化合物会形成酸雨,危害植物,污染空气.
【本章练习答案】
1.可通过热传递和做功两种方法让铁丝温度升高.
2.B 3.C 4.B
5.很快地牵动绳子,克服摩擦对铜管做了功,使铜管内能增加,温度升高,铜管与管内乙醚发生热传递,乙醚吸热,内能增大,温度升高,达到沸点时沸腾,沸腾的乙醚蒸气膨胀对软木塞做功,把软木塞冲起.
6.用酒精灯给试管加热时,由于热传递,使水的内能增加,温度升高,达到水的沸点时,沸腾产生大量水蒸气,水蒸气膨胀对软木塞做功,把软木塞向上冲起.
7.(1)Q放=mq=0.2kg×3.0×107J/kg=6×106J
Q吸=Q放·η=6×106J×60%=3.6×106J
(2)
1.在帮助学生理解热值概念时,可以课前让学生做社会实践调查:家庭(农村)炉灶的变化及燃料使用的变化,体会相同质量的不同燃料在燃烧时释放的热量有明显差异.认识不同燃料的热值不同,并由此引导学生分析、讨论如何有效提高燃料的利用率.
2.有效利用燃料是节约能源、保护环境的重要措施,讲解这个问题是为了强调节约能源、注意环保的重要性,对学生进行节能教育,关于保护环境问题,通过这部分内容的学习,一方面是为了提高学生的环保意识,另一方面要让学生辩证地看待科学进步对人类社会的影响.
第十三章 内能与热机
本章是在学习了机械能的基础上,把对能量的研究拓展到内能.从分子热运动理论出发,引出内能的概念;通过实验说明利用内能可以做功,以改变内能的两种不同方法,反映了内能和其他形式的能之间的相互转化;通过实验探究不同物质的吸热本领,引出比热容的概念;知道比热容是物质的基本属性,并进一步学习关于比热容的热量计算;通过内能与机械能的转化引出内燃机,介绍汽油机和柴油机,从燃料引出热值、热机效率和环境保护,突出了化学能、内能和机械能的相互转化和应用.在本章的教学中始终贯穿着能量的转化与应用这一主线,通过逐步学习各种不同形式的能量之间的相互转化,可以使学生逐步认识到世界是物质的,物质是运动的,物质之间是相互联系的,也是可以相互转化的,有利于培养学生辩证唯物主义的科学世界观.
本章共分4节:
1.第1节“物体的内能”,讲述了内能的概念,改变物体内能的两种途径,热量以及热量、内能、温度的关系.
2.第2节“科学探究:物质的比热容”,这节是从日常生活常识出发,讨论物体在温度升高时吸收的热量与它的质量及质量与升高温度的度数之间的关系.通过探究活动加深学生对比热容是物质的一种特性的理解,并通过热量的计算让学生进一步认识比热容.
3.第3节“内燃机”,本节通过四冲程内燃机工作原理的学习,使学生了解内燃机的主要结构;大致了解内燃机工作时,能量的转化与转移情况,了解汽油机和柴油机的区别;了解内燃机在现代生活,特别是交通方面的应用.
4.第4节“热机效率和环境保护”,本节的主要教学内容有三个,一是燃料的热值;二是热机效率;三是环境保护.教学中,注重让学生理解热值、热机效率,会用热值的计算公式Q放=mq进行计算,知道热值是燃料的一种性质,知道提高热机效率途径和环境保护的重要性.
【教学目标】
1.在知识与技能方面:①知道内能、热量的概念,知道改变内能的两种方法:做功和热传递;②了解比热容的概念,能根据比热容进行简单的热量计算;③知道四冲程内燃机的构造和工作原理,知道汽油机、柴油机的结构、工作过程及应用中的不同;④知道燃料燃烧过程中能的转化是化学能转化为内能,知道燃料的热值及其单位,能通过能量的转化和转移认识热机效率,能进行关于热值、热机效率的计算,知道环境保护的重要性.
2.在过程与方法方面:①通过实验探究找到改变内能的两种方式;②通过探究,认识到不同物质的吸热能力的不同;③通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功;利用挂图或模型讲解四冲程汽油机和柴油机的基本结构和工作原理;④从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同,建立燃料热值的概念,能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量;对热机效率有初步认识,能大致说出提高热机效率的途径.
3.在情感、态度与价值观方面:①通过内能、热量,、热机、热值的学习,知道化学能、内能、机械能之间的相互转化,初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响,有可持续发展的意识;②通过对热机效率的学习,激发学生开发新技术、提高燃料利用率的意识.
【教学重点】
1.内能和热量的概念,比热容的概念和热量的有关计算.
2.汽油机的工作原理及能量的转化过程,燃料的热值,汽油机与柴油机的区别.
【教学难点】
1.做功与热传递,利用比热容解释生活中的现象
2.热机效率,热机中的能量转化及损失.
【课时建议】本章共有4节,建议7课时.
第一节 物体的内能………………………2课时
第1课时 内能的初步认识
第2课时 内能的改变
第二节 科学探究:物质的比热容………2课时
第1课时 初步认识比热容
第2课时 热量的计算
第三节 内燃机……………………………1.5课时
第四节 热机效率和环境保护……………1.5课时
第一节 物体的内能
第1课时 内能的初步认识
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道组成物质的分子在永不停息地做无规则运动,分子之间存在引力和斥力,并有间隔,知道分子热运动.
2.了解内能的概念,知道内能是分子动能和分子势能的总和.
3.理解并能简单描述温度和内能的关系.
4.能正确理解内能和机械能的区别.
二、过程与方法
1.通过演示实验说明温度和内能之间的关系.
2.学会用类比的方法研究问题.
三、情感、态度和价值观
1.通过探究使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣.
2.鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力.
【教学重点】内能概念的建立
【教学难点】正确理解内能与温度的关系.
【教具准备】多媒体课件.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师用多媒体播放嫦娥二号奔月动画视频,让学生观察、思考与交流.利用学生的感官来激发学生的求知欲,迅速进入课题思考,同时也让学生为祖国成就而自豪.
待学生看完后,教师提问:嫦娥二号发射、进入月球轨道三次制动,依靠什么能量做动力呢?
学生思考、讨论,发表各自的看法.
教师对学生进行启发、引导:靠的是燃料燃烧产生高温高压的燃气推动火箭做功,把卫星送上月球.燃气为什么有这么大的能量呢?这种能量有什么特点?它与前面学习的电能、机械能有何不同呢?大家通过这节课的学习后,你就会明白.好,下面我们开始探究学习.
【预习指导】
阅读课本P34-37文字内容和插图,把基本概念、规律以及内能与温度的关系等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
内能的概念
1.内能的概念
教师可先引导学生复习动能和势能的相关知识,指出运动的物体因运动而具有动能,高处的物体因被举高且受重力而具有重力势能,发生弹性形变的物体因有弹力而具有弹性势能,然后,学生小组内部讨论交流,回答下列问题.
师 我们知道宏观物体运动时具有动能,那么微观物体分子具有什么能呢?
生:分子在永不停息地做无规则运动,一切运动的物体都具有动能,那么分子也具有动能.
师 分子是否有分子势能?为什么?我们可以类比什么来理解?
生:分子具有分子势能,是因为分子之间有相互作用的引力和斥力,并且有间隔.我们可以类比重力势能来理解(物体受重力作用,在重力方向上有被举的高度)
【师生互动归纳总结】
物体内所有分子无规则运动的动能,以及分子势能的总和叫做物体的内能.
师 内能的单位是什么?物体的内能能否为零?
生:内能的单位是焦耳,符号为“J”.内能是不同于机械能的另一种形式的能量,物体的速度为零,相对高度为零,弹性形变为零时,机械能可能为零.但分子在永不停息地做无规则运动,分子速度不为零,所以,一切分子都有分子动能;分子之间存在引力和斥力,并且有间隔,故一切分子也有分子势能.
【师生互动归纳总结】
一切物体都具有内能,但并不是所有物体都具有机械能,如在水平面上静止的石头便没有机械能.
例题1(多媒体展示)下列有关物体内能的说法中,正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.内能是物体内部一部分分子做无规则运动所具有的能
C.内能是物体具有的动能和势能的总和
D.一切物体都具有内能
解析:内能是物体内部所有分子的分子运动和分子势能的总和,一切物体在任何时刻任何温度下都具有内能,故选D.
答案:D
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
内能的影响因素
学生小组内部讨论交流,回答下列问题:
师 什么是分子热运动?分子热运动与温度有怎样的关系?
生:物理学中把分子的无规则运动叫做分子的热运动,分子的热运动与温度有关,物体的温度越高,分子运动越剧烈.
师 课本图13-1、图13-2说明内能跟什么因素有关?
生1:与温度有关,物质温度发生变化时,分子运动速度快慢也会有变化,所以物体内能也会发生变化.
生2:与质量有关,对同一物质而言,质量越大,物体内部分子数目越多,所以分子动能和势能越大,内能越大.
生3:与状态有关,当物质的状态发生变化。分子间的距离也会发生变化,则分子间相互作用力的强弱也会发生变化,所以分子间的势能发生变化,内能也变化.
【师生互动归纳总结】
(1)内能与温度有关,同一物体;温度越高,内能越大;温度越低,内能越少.
(2)内能还与物体的体积(或质量、状态)有关,同种物质,温度相同时,体积(质量)越大,内能越大.
师 请同学们思考内能与机械能有什么区别?
生1:机械能是宏观物体具有的,看得见,能直观感受到.而内能是微观分子具有的,看不见,只能借助它表现出来的现象感知.
生2:分子总是在永不停息地运动,因此,内能应该每时每刻,不论何种状态都具有;但物体的机械能不是每时每刻都有.
【师生互动归纳总结】
内能与机械能是两种不同形式的能,内能是与分子运动相对应的能量,是物体内部分子动能与分子势能之和,是与物体内部分子数、温度、分子间距离有关的能量.机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量,是物体动能与势能之和,是由物质质量、整个运动状态和相对位置决定的能量.
例题2(多媒体展示)关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.物体的质量越大,内能越小
B.物体举得越高,内能越大
C.物体运动得越快,举得越高,内能越大
D.对于同一种物体,物体温度越高,内能越大
解析:在分析物体内能时,应注意物体的内能与三个因素有关,即物体的质量、温度、状态,与物体的运动速度和举起的高度无关,物体的速度和举起的高度影响的是机械能,而机械能与内能是两种不同形式的能,对于同一种物体,温度越高,内能越大.同种物质,温度相同,状态不变时,质量越大,内能越大,故选D.
答案:D
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么?
【课后作业】
1.请同学们完成课本P38作业1.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.同种物质,内能与质量、温度、状态有关,饮料放进冰箱一段时间后,质量不变,温度降低,内能减小.
1.本节课教师首先用类比的方法,让学生联想分子具有动能和势能,在初步给出分子的动能和势能的基础上,建立内能的概念,由分子永不停息地做无规则运动,导出一切物体具有内能.
2.教师在利用分析比较法讲述内能和机械能的区别时,可以从宏观和微观两方面进行,首先说明内能与物体整体的运动无关,而机械能与物体整体的机械运动有关.例如,抛到空中的球,离开地面,具有重力势能,它在空中飞行,具有动能,球的重力势能和动能构成球的机械能.球内部的分子做无规则热运动,而且分子之间有相互作用,因此球在具有机械能的同时还具有内能.
第2课时 内能的改变
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道热传递可以改变物体的内能,知道热传递的三种方式.
2.知道热传递过程中,所传递内能的多少叫做热量,热量的单位是焦耳.
3.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些生活事例.
4.知道温度、内能热量的区别和联系.
二、过程与方法
1.通过观察、实验、探究找到改变物体内能的两种方法.
2.通过演示实验说明做功和物体内能的变化关系.
三、情感、态度与价值观
1.通过探究使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣.
2.通过演示实验培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功和内能变化的关系.
3.通过分析、对比,学会用类比的方法研究问题.培养学生良好的科学态度和实事求是精神,帮助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向.
【教学重点】改变物体内能的方法.
【教学难点】热量的概念,做功和热传递的比较.
【教具准备】
教师:多媒体课件、压缩空气引火仪、铁架台、酒精灯、带软木塞的试管、水、硝化棉等.
学生:铁丝、铁锤、砂纸、火柴、保温水瓶(盛有热水)等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 上一课时我们认识了内能,知道了内能与温度的变化关系,知道了内能的影响因素,下面请同学们观看两个实验,想想老师是通过什么方式改变物体的内能的.
实验1:把一根粗铁丝在酒精灯上加热,铁丝温度升高,内能增加.
实验2:教师引导两名同学上讲台,演示两手互搓实验,发现手互搓后变热,温度升高,内能增加.
学生观看实验后,对改变内能的方法产生浓厚的兴趣,教师趁机引入课题.
板书课题:第2课时改变内能的两种方式
【预习指导】
阅读课本P35-37文字内容和插图,把基本概念、规律、规定、热传递的三种方式以及做功、热传递改变物体内能的实质,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
做功改变物体的内能
一、教师演示课本图13-3实验,引导学生观察实验现象,并归纳实验结论.
生:现象:迅速压下活塞,硝化棉燃烧.
结论:对物体做功,物体的内能增加.
二、学生分组实验:按课本图13-4实验,指出实验现象和结论.
生:铁丝弯折处烫手,对物体做功,物体的内能增加,温度升高.
三、教师按下列装置进行演示实验,引导学生观察实验现象,并归纳结论.
生:现象:软木塞被冲出后,试管口出现白雾.
结论:水蒸气膨胀时对软木塞做功,水蒸气内能减小,温度降低,水蒸气发生液化形成“白气”(小水滴).
【师生互动归纳总结】
外界对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,物体内能减少.做功改变物体内能的实质是内能和其他形式能的相互转化.
例题1(多媒体展示)下列所描述的场景中,不属于做功改变物体内能的是( )
A.冬天人们搓手取暖
B.小孩从滑梯上滑下时臀部感受到热
C.加剧的温室效应使得多年的积雪融化了
D.古代的人钻木取火
解析:改变物体内能的方法有两种,及做功和热传递.加剧的温室效应是气候变暖,多年的积雪由于吸热而融化,这是热传递使雪内能增加的结果,而其他三项都是摩擦做功使物体内能增加.故正确选项为C.
答案:C
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
热传递改变物体的内能
学生小组合作探究,回答下列问题:
师 课本图13-5、13-6、13-7共同说明了什么?
生:热传递可以改变物体的内能,图中铁锅、房间空气、棉被吸热,内能增加,温度升高.
师 热传递有哪几种方式?图13-5、13-6、13-7各属于什么方式?
生:热传递有传导、对流和辐射三种方式,课本图13-5、图13-6、图13-7的热传递方式分别是传导、对流、辐射.
师 热传递的三种方式有什么区别?试举例说明.
生:热传导时,物体内各部分的物质不发生移动,如夏天路边沙烫脚,沙子和脚发生热传导。但它们的物质没有发生移动;对流时,物体内各部分物质之间会流动,对流主要发生在气体或液体中,如烧开水,沸腾前,壶下部的水温度高,密度小,上升,周围密度大的冷气流过来填补,水这样循环流动,使整壶水变热,同样的道理,暖气装置一般安装在窗户下方,便于使整个房间的空气循环流动来传热;热辐射不需要介质,如晒太阳,烧火取暖都靠热辐射传热的.
师 发生热传递的物体或同一物体的不同部分,它们的内能和温度会有怎样的变化?
生:高温物体(或高温部分),内能减小,温度降低;低温物体(或低温部分)内能增加,温度升高.
师 热传递发生的条件是什么?终止的条件是什么?
生:发生的条件是物体之间(或同一物体的不同部分)存在温度差,终止的条件是物体之间(或同一物体的不同部分)温度相同.
【师生互动归纳总结】
1.热传递可以改变物体的内能,发生热传递时,高温物体内能减少,温度降低;低温物体内能增加,温度升高,当两个物体温度相同时,热传递停止.
2.改变物体内能的途径是做功和热传递,一个物体的内能改变了,可能是发生了热传递,也可能是做了功.
例题2(多媒体展示)下列说法中正确的是()
A.冬天向手哈气取暖是做功改变物体内能
B.一个物体的内能增加了,一定是发生了热传递
C.热传递传递的是温度
D.烈日下自行车爆胎是热辐射使车胎的内能增加了
解析:冬天哈气取暖是热传递改变物体内能,A错误;一个物体的内能增加了,可能是对它做了功,也可能是发生了热传递,B错误;热传递传递的是内能,而不是温度,C错误;烈日下自行车与太阳之间是通过热传递方式中热辐射使车胎内能增加的,故D正确.
答案:D
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
热量
小组内部讨论交流,解答下列问题,教师点拨:
师 什么是热量?其物理量符号、单位及符号是什么?
生:在热传递过程中,物体间内能传递的多少称为热量,用字母“Q”表示,单位是焦耳,符号为“J”.
师 热传递的实质是什么?
生:热传递的实质是内能从高温物体向低温物体转移的过程,高温物体的内能减少,温度降低,低温物体内能增加,温度升高.
师 请同学们试着用热量;来解释开水温度降低过程中内能的变化.
生:开水温度降低,放出热量,内能减少;而冷水、冰块周围的气体、冰箱中的气体吸收热量,温度升高,内能增加.
【师生互动归纳总结】热量、温度、内能的关系
(1)温度是表示物体的冷热程度的物理量(状态量).
(2)内能是能量的一种形式,它是物体内所有分子热运动的动能和势能的总和(状态量),我们可以说某种物体具有多少焦耳内能.
(3)热量是描述热传递过程中传递能量多少的物理量(过程量),没有内能的转移就不能谈热量.我们不能说某个物体具有或含有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小,只有发生了热传递时,有了内能的转移,才能讨论热量问题.
(4)热量的多少与物体内能多少、物体温度的高低没有关系.物体吸收或放出热量,它的内能将发生改变,但它的温度不一定改变,如:晶体熔化、凝固.
例题3(多媒体展示)下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.物体温度升高,一定吸收了热量
B.物体放出热量,温度一定降低
C.物体温度升高,内能一定增加
D.物体内能增加时,温度一定升高
解析:改变物体内能的方式是做功和热传递,它们在改变物体的内能上是等效的.物体温度升高可能是对物体做了功,也可能是吸收了热量,所以A选项错误;当晶体在熔化和凝固时,分别吸收和放出热量,而温度保持不变,所以B、D选项错误;物体的温度升高,其内部分子的动能增加,所以内能一定增加,因此C选项正确.
答案:C
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么?
【课后作业】
1.请同学们做课本P38作业2 3 4.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
2.D 3.B
4.钻木取火和用火柴点都是克服摩擦对物体做功,使物体的内能增加,温度升高,达到物质燃点使物质燃烧而取火的.
1.探究实验的设计及小组交流讨论可以培养学生的探究和创造能力及合作精神,本节课力图让学生通过探究实验及小组讨论来完成本节重要教学内容,在教给学生学习方法的同时,让他们体验到成功的喜悦,加深他们对物理这门学科的感情,师生共同走进这一神奇的物理殿堂.
2.构建宽容和谐的教学氛围.在理解改变内能的方法时,教师要求学生联系自己平时取暖的做法,体会改变内能的方法.这种事例贴近学生生活,不仅调动了学生学习的主动性,更重要的是收到了很好的教学效果,师生互动参与教学.
3.在帮助学生理解热量的概念时,可以把热量、温度、内能作比较,找出它们之间的联系和区别,这样使学生达到较深入的的理解热量概念的目的.
第二节 科学探究:物质的比热容
第1课时 初步认识比热容
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性.
2.尝试用比热容解释简单的自然现象.
二、过程与方法
1.通过探究,比较不同物质的吸热能力.
2.通过上网查阅《气候与热污染》的相关资料,了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解一下“热岛效应”.
三、情感、态度与价值观
利用探究性学习活动,培养学生的实践能力和和创新精神,培养解决问题的能力.
【教学重点】比热容概念的理解.
【教学难点】应用水的比热容大的知识来解释自然现象、解决实际问题.
【教具准备】铁架台、酒精灯、石棉网、火柴、干沙子、水、煤油、天平、温度计、手表、大烧杯、大试管、玻璃棒等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师利用多媒体课件,播放一段中央电视台一天的天气预报的录像片段,播放前提醒学生特别注意观察我国各省内城市最高气温和最低气温,看看能不能从中发现什么规律.
学生思考、讨论,发表各自的看法.
师 请同学们思考,“为什么内陆的昼夜温差比沿海地区大呢”?大家通过这节课的学习后,你就会明白.好,下面我们开始探究吧!
板书课题:第二节科学探究:物质的比热容
【预习指导】
阅读课本P39-43文字内容和插图,把基本概念、规律、规定,以及水的比热容大的应用等,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究物质吸热或放热规律
一、学生小组内部讨论交流,解答下列问题:
教师提出问题:咱们同学当中有谁帮助妈妈烧过水?烧水时,水吸收的热量的多少跟哪些因素有关?有怎样的关系?请用你的生活经验来支持你的观点.(这种设置问题的方法,比直接提问水吸收的热量与水的质量和升高的温度是什么关系,更具开放性,能有效培养学生的发散思维.)
学生回忆思考,发表各自建议:①水多些时,加热时间要长些;水少些时,加热时间要短些.②加热时间长时,温度升高快些;加热时间短时,温度升高慢些……
教师引导学生互相交流、讨论,对回答不完善的地方可补充完善、分析归纳、得出结论.
【师生互动归纳总结】
(1)水吸收的热量与水的质量有关,水的质量越大吸收热量越多.
(2)水吸收的热量与水温升高多少有关,水温升高越多吸收热量越多.
师 是不是只要物体的质量相等、升高的温度相同,它们吸收的热量就相等呢?如课本图13-9(b)使相同质量的铜和铁升高相同温度,需要的热量相同吗?这说明了什么?
生:质量相同的铜和铁升高相同的温度,需要的热量不相同,说明物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关.
教师引导学生制定计划与设计实验:
(1)引导学生选择器材:教师为同学们提供了水、煤油或沙子三种物质,同学们可任意选择.
(2)引导学生拟定方案:怎样确定水和煤油(或沙子)吸收的热量是否相同?
学生经过讨论认为:通过加热时间的长短来确定.
教师强调:必须保证热源相同且较稳定.(运用“转换法”把比较吸热多少转换为比较加热时间长短,更易于操作)
(3)让学生合作交流、设计方案.教师加入学生的小组讨论之中,了解学生的思路,适时点拨.
各小组学生派代表表述自己的设计思路.教师收集、整理,点评引导,确定比较合理的设计方案,让学生实验.
方案一:用相同质量的两种物质(如煤油和水),让它们升高相同的温度,比较加热时间.(实验装置如图所示,注意使两个装置的热源相同且较稳定.)
设计记录数据的表格.
表一
或 表一
方案二:用相同质量的两种物质,给它们加热相同时间,比较温度升高的多少(实验装置上图同样适用).设计记录数据的表格.
表二
在学生的交流过程中,教师适时提出学生设计、交流时容易忽略的问题,如:
a.你们怎样获得质量相同的水和煤油(或沙子)?
b.你们怎样使煤油(或沙子)内、外温度达到一致?
c.你们采用的热源是否稳定,怎样改进更好?
(4)学生根据交流情况,适当修正自己的方案.
教师提醒实验时要注意的问题:
①为节省实验时间,每小组所采用的两种不同物质的质量要适当的少一些,若是选用热水做热源的小组可用暖瓶里初温较高的热水;
②如果两种物质的初温不相等,可通过加热的方式调整一下.
(5)学生选取自己方案中所需的实验器材,进行实验,收集数据.以小组为单位进行实验,教师巡回指导,针对学生实验中出现的困难及时给予帮助、存在的问题及时进行纠正.
(6)分析与论证:各小组根据实验收集的数据分析归纳,进行交流,得出结论.
【师生互动归纳总结】
(1)相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收的热量相同.
(2)相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量不同.
(3)质量相同的不同种物质,吸收的热量相同,升高的温度不同.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
比热容的概念及比热容知识应用
学生小组内部讨论交流,解答下列问题,教师点拨订正.
师 比热容的物理意义是什么?怎样描述比热容?
生:比热容是表示质量相等的不同物质具有升高相同的温度,吸收热量的多少不同的特性的物理量,物理学规定,比热容的大小等于单位质量的物质温度每升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量.
师 比热容的物理量符号是什么?单位及其符号是什么?比热容的计算公式是什么?
生:比热容的物理量符号是“c”,单位是焦每千克摄氏度,符号为J/(kg·℃),公式为c=.
师 阅读课本P42常见物质的比热容表,你有哪些结论?
生:(1)每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同,比热容是物质的一种特性;(2)冰与煤油的比热容相同;(3)水的比热容最大;(4)除汞外,一般液体的比热容比固体的比热容大.
教师引导学生回忆:我们已经知道哪些物理量可以反映物质的自身性质,它们有什么特点?
生:密度,密度不随物质的质量、体积的多少而改变,也不随位置变化而改变.
师 既然比热容是物质的属性,那么,它同样也具有与密度相似的性质.比热容是物质本身的一种属性,与物质的质量、体积多少无关(特别提醒,它还与温度变化无关).那么请大家思考:把一盆水倒掉三分之一,比热容有无变化?把这盆水由20℃加热到100℃,比热容有无变化?
生:(齐声回答)不变.
【师生互动归纳总结】
(1)比热容是物质的一种特性,它既不随物质的质量的改变而变化,也不随物质吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化.也就是说,只要是相同的物质,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,它的比热容一定是相同的.
(2)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,比热容是不相同的.如:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃).
教师引导学生思考由之前探究煤油(或沙子)和水的吸热能力的实验中,可以得出什么结论?
生1:由表一数据可知水的吸热能力(或比热容)比煤油(或沙子)强,要让它们升高相同的温度,则需对水加热久一些.
生2:由表二数据可知加热相同时间时,水的温度上升慢些,煤油(或沙子)温度上升得快些.
师 同学们回答得很好,下面请同学们列举生产、生活中利用水比热容大的特性的实例.
生:生活中汽车用水作为冷却剂,用热水取暖.春天,农民伯伯育秧苗,每到傍晚往田间里灌水,防止秧苗在夜间被冻坏;而白天放出秧苗里的水,便于晒田,促进秧苗生长.
师 为什么内陆地区的温差比沿海地区的大?
生:是因为沿海地区水面大,且水的比热容比泥土沙石的比热容大得多,白天,同样太阳照射时,水吸热升温慢,沙石泥土吸热升温快;夜晚,同样大气温度降低时,水放热降温慢,泥土沙石防热降温快,故内陆地区温差比沿海地区的大.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们做课本P44作业1 2 4.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.B 2.D 4.B
1.本节课的教学设计方法让学生体会到“从生活走向物理,从物理走向社会”.在设计此课时,从市民极为关心的天气预报入手,引入新课;紧接着让学生联系他们极为熟悉的烧水现象,探究出影响物体吸收热量多少的两个因素;最后又利用所学知识解释生活中、自然界的一些现象,这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识,极大激发了学生学习物理的兴趣.
2.纵观本节课的设计,不难发现每个环节都是从提出问题入手展开教学的,这一个个精心设计的问题,组成一个步步攀升的台阶,引领学生走向科学知识的殿堂.
3.在不违背新课程标准的前提下,在本节课教学过程中,对教材进行了一系列的创新,如问题的提出方式,探究方案的设计等等.这些设计更有利于培养学生的兴趣,提高学生分析问题和解决问题的能力.
4.为帮助学生理解比热容的概念,努力使本节的教学活动源于生活,服务于生活,帮助学生构建“物理在身边”的理念,从而顺利突破教学难点.在推导热量计算公式时,引导学生由浅入深,由具体数据到归纳计算公式,这样学生容易理解和记住.
第2课时 热量的计算
【教学目标】
一、知识与技能
1.能根据比热容,推导出热量的计算公式;
2.能根据热量的计算公式进行简单的计算.
二、过程与方法
1.通过利用比热容的定义,及其和质量、温度之间的关系,推导出热量的计算公式;
2.培养学生应用数学方法解物理问题的能力.
三、情感、态度与价值观
1.锻炼学生的推导能力和动手计算能力.
2.解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦.
【教学重点】
根据比热容进行简单的热量计算.
【教学难点】
利用比热容的定义推导热量的计算公式.
【教具准备】
多媒体课件.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时所学内容,并讲解学生所做的课后作业,加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 我们知道比热容的单位是J/(kg·℃),而物质吸收(或放出)的热量与物质的质量、温度和种类有关,请思考能否利用一个公式具体地说明热量、温度、质量、比热容之间的关系,怎样才能计算出物体温度改变时吸(放)热的多少?要解决这些问题,下面我们就来继续学习第二节科学探究:物质的比热容.
【预习指导】
阅读课本P42-43公式和例题,推导初末温度、质量、变化温度的表达式,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
比热容的大小
教师引导学生讨论交流,怎样利用比热容的公式判断比热容的大小.
生1:据 可知Q吸、m一定,通过比较Δt比较比热容的大小.
生2:据可知m、Δt一定,通过比较Q判断c的大小.
教师点拨总结后用多媒体展示例题讲解.
例题1 通过比较Δt的大小判断c的大小
用两个相同的加热器,分别对质量相等的甲、乙两种液体加热,其温度随时间变化的图像如图所示.由图像可以看出( )
A.甲的比热容比乙大
B.甲的比热容比乙小
C.甲和乙比热容相同
D.开始加热时,甲和乙的比热容为零
解析:由于两个加热器相同,当加热时间相同时,甲、乙两种液体吸收的热量相等.Q甲吸=Q乙吸,由图像可知,Δt乙>Δt甲,又由可知当质量m、Q吸相同时,c乙<c甲.故选A.
答案:A
例题2 通过比较Q的大小判断c的大小
为了比较水和煤油的比热容,小明在家里做了如下实验:
在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入质量相同,初温都是室温的水和煤油,在瓶口扎上气球,将它们一同浸入热水中,如图所示.
(1)观察到的现象是:____瓶口的气球膨胀得大些.
(2)要使两球膨胀的大小相同,应对____加热时间长些.(填“甲瓶”或“乙瓶”)
(3)此实验表明____比____的比热容小些.
解析:本题中用气球膨胀的大小表示煤油和水温度上升的大小,两球膨胀的大小相同,反映了煤油和水上方气球内气体的温度相同,即煤油和水升高的温度,乙瓶加热时间长一些,表明水吸收的热量多一些,即Δt油=Δt水,Q水吸>Q油吸,而m油=m水,由可知c煤油<c水.
答案:(1)煤油 (2)乙瓶 (3)煤油水
例题3 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上.经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示.则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( )
A.c甲最大 B.c乙最大
C.c丙最大 D.c甲=c乙=c丙
解析:由题意可知,m甲=m乙=m丙,t0甲=t0乙=t0丙,由于冰在熔化过程中,继续加热,温度保持不变,即t甲=t乙=t丙,∴Δt甲=Δt乙=Δt丙.由图可知丙使金属块熔化的最多,甲最少,即Q丙放>Q乙放>Q甲放,由可知c丙>c乙>c甲,故选C.
答案:C
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
热量的计算
师 利用比热容的公式我们可以推导出热量的计算公式,请同学们讨论交流,写出吸热和放热公式,并说明计算中应注意什么.
生:物体的温度升高时吸收的热量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0);物体的温度降低时放出的热量Q放=cmΔt降=cm(t0-t),Δt为物体温度的变化值,即物体高温值和低温值之差.
师 解题时,题目中的“升高”、“升高了”、“降低”“降低了”就是指温度的改变量Δt.在热传递过程中,当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时,根据热平衡,则有Q吸=Q放.
例题4某太阳能热水器的容积为100L,烈日夏天,可使一满水箱20℃的水升高50℃,求水吸收的热量.
解:Q吸=cmΔt=cρvΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1×103kg/m3×100×10-3m3×50℃=2.1×107J
例题5质量是2kg的铁锤,每次都从1m的高度落下去打击质量为4kg的铁块,共打击500次,假设重力对铁锤所做的功的50%转化为热量被铁块吸收,则铁块的温度升高了多少?【c铁=0.46×103J/(kg·℃)】
解:铁锤做的功W=nmgh=500×2kg×10N/kg×1m=1×104J
铁块吸收的热量Q=W×50%=1×104J×50%=5×103J
铁块升高的温度Δt==2.7℃
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么?
【课后作业】
1.请同学们做课本P44作业3 5.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
3.相同铝铜
5.Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(90℃-20℃)=2.94×104J
Q放=c铁m′(t0′-t)=0.46×103J/(kg·℃)×10×10-3kg×(100℃-25℃)=4485J
1.本节课教学中,注意引导学生利用比热容公式推导出热量的计算公式,通过用多媒体展示例题讲解,帮助学生学会应用数学方法解决物理问题,能注意单位统一和解题规范.特别需要注意的是:在教师引导学生进行计算时,要提醒学生分清温度变化中的“升高了多少℃”和“升高到多少℃”的区别.
2.在教学中要做到少讲精讲多练,让学生在练习中发现问题、纠正问题,教师释疑解惑,注重课前备教案备课件,不断提高课堂效率.
第十二章 温度与物态变化
本章讲述温度与物态变化,是在小学科学课中学过的蒸发、沸腾、水的三态变化基础上进一步学习物态变化的规律和特点,而物质在物态变化的过程中总要吸热和放热,即如果没有“吸热”或“放热”过程,就不会发生物态变化,因此本章知识又是以后学习“能及其转化”的基础,同时本章知识与化学课中的物质内容息息相关.因此,学好本章知识对于以后学习和理解本学科和其他学科的知识有很大帮助.
本章共分5节:
1.第1节“温度与温度计”,从水之旅谈起,讲述了温度、温度计及其使用.
2.第2节“熔化与凝固”,介绍了物态变化中的熔化和凝固,晶体和非晶体,熔化吸热和凝固放热.(熔化、熔点、凝固)
3.第3节“汽化与液化”,介绍了物态变化中的汽化和液化,汽化中的两种方式:蒸发和沸腾;学习了液化的两种方法:压缩体积和降温;以及汽化吸热、液化放热.
4.第4节“升华与凝华”,介绍了升华与凝华,物态变化过程中的吸热、放热.
5.第5节“全球变暖与水资源危机”,介绍了全球变暖的原因与危害,水资源危机及珍惜每一滴水.
【教学目标】
1.在知识与技能方面:①知道云、雨、露、雾、霜、雪、雹的形成;②了解物态变化,理解温度的概念;③了解生活环境中常见的温度值,会用温度计测量温度;④知道气态、固态和液态是物质存在的三种形态;⑤知道物质的固态、液态和气态之间是可以相互转化的,理解熔化、凝固的含义;⑥知道晶体和非晶体的区别;了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义;⑦知道什么是汽化、液化,理解液化是汽化的逆过程;⑧了解沸腾现象,知道什么是沸点,知道蒸发可以制冷;⑨知道升华和凝华的概念,知道升华要吸热、凝华要放热,知道生活中的升华和凝华现象,⑩知道物态变化过程中的吸热、放热;了解全球变暖的原因和危害,认识合理利用和保护水资源的重要性,从小养成节约用水、保护环境的好习惯.
2.在过程与方法方面:通过人造“雨”的实验探究,从水的状态是可以循环变化的来认识理解物态变化;通过观察和实验了解温度计的结构;通过学习活动,使学生掌握温度计的使用方法;通过探究固体熔化时温度变化的规律,感知发生物态变化的条件;知道有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法;通过探究活动,使学生知道图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法;通过观察水的沸腾实验,知道沸腾是液化内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象;通过观察了解升华和凝华现象,培养学生的观察能力;通过识别生活中常见的物态变化现象,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力;通过对全球变暖原因和危害的了解,以及对水资源危机的调查与探究,培养学生的信息收集与处理能力.
3.在情感、态度和价值观方面:通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲,使学生乐于探索自然现象中的物理规律;通过探索认识自然界中水循环的过程,让学生体会到自然界的美妙与和谐,使他们受到美的熏陶.
【教学重点】
摄氏温度的规定与温度计的正确使用;熔化、凝固的现象和规律;晶体和非晶体的不同温度特点;汽化、液化现象;蒸发和沸腾;升华和凝华现象.
【教学难点】
正确使用温度计;蒸发、沸腾的相同点和不同点;影响蒸发快慢的三个因素;碘的升华和凝华实验.
【课时建议】本章共有5节,建议7课时.
第一节 温度与温度计……………………1.5课时
第二节 熔化与凝固………………………1.5课时
第三节 汽化与液化………………………1.5课时
第四节 升华与凝华………………………1.5课时
第五节 全球变暖与水资源危机…………1课时
第一节 温度与温度计
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解云、雨、露、雾、霜、雪、雹的形成过程,知道物态变化的定义.
2.理解温度的概念.
3.了解生活环境中常见的温度值.
4.会用温度计测量温度.
二、过程与方法
1.通过观察和实验了解水之旅,知道物态变化的定义.
2.通过观察和实验了解温度计的结构及工作原理.
3.通过学习活动,使学生掌握温度计的使用方法.
三、情感、态度与价值观
通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲,使学生乐于探索自然现象中的物理规律.
【教学重点】
摄氏温度的规定与温度计的结构及工作原理.
【教学难点】
正确使用温度计.
【教具准备】
多媒体、烧杯、冷水、热水、温度计、体温计、寒暑表.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的对应练习册中部分难题、错题,加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师用多媒体播放一段有关春夏秋冬季节中水的状态循环变化的影片,引导学生观察思考:物质有几种状态?水的状态变化受什么因素影响?什么是温度?如何测量温度?下面我们就来学习第一节:温度与温度计.
【预习指导】
阅读课本P2-7文字内容和插图,把基本概念、规律、规定,以及温度计的使用规则等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
认识水的三态及变化
师 用多媒体展示下列图片,引导学生完成下列问题:
在自然界中水是变化莫测的.我们可以看到它可以变成雨、雾、雪、冰、霜、冰雹、露珠等多种形态.我们可以将上述形态分成两类:雪、冰、霜、冰雹是____态;雨、雾、露珠是____态.另外,晾在太阳下的湿衣服被“晒干”,实质水变成水蒸气,因此,水还有第三种形态——____态.
生:固 液气
师 什么是物态变化?物态变化跟什么有关?
生:物理学中,将物质由一种状态向另一种状态的变化称为物态变化,物态变化跟温度有关.
【师生互动归纳总结】
物质有固态、液态、气态三种状态,在一定条件下可以相互转化,物质由一种状态向另一种状态的变化称为物态变化.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
温度
师 指导学生探究实验:同学们,桌面上3个杯子分别盛有冷水、温水、热水,请你先将左、右手分别放进冷、热水中,过一会儿,再将双手同时放进温水中,此时,你的双手对同一杯温水的冷热感觉是否相同?这表明了什么?如何才能准确表示物体的冷热程度?
生:不相同,有时凭感觉判断物体的冷热是不可靠的,物理学中,用温度来表示物体的冷热程度.
师 摄氏温度用什么字母表示?它是怎样规定的?
生:摄氏温度用字母“t”表示,规定在标准大气压下,纯净的冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃,把0~100℃之间划分为100等份,每一等份为1℃.
师 从课本图12-8中可查得:熔化的固态氧的温度、人体的正常体温、太阳表面的温度各是多少?读作什么?
生:-218℃,读作零下218摄氏度;37℃,读作37摄氏度;6000℃,读作6000摄氏度.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
温度计
一、教师向学生展示三种常用温度计:实验室用温度计、体温计和寒暑表.提出问题,引导学生思考.
师 温度计的结构怎样?
生: ①温度计由玻璃外壳、玻璃泡、细玻璃管、刻度及符号组成;
②玻璃泡和细玻璃管相通;
③温度计上有个符号℃,它是温度的单位;
④体温计的玻璃泡上有一段细而弯的缩口.
师 家庭和实验室里常用的温度计是根据什么原理制造的?其工作物质分别是什么?
生:是根据液体热胀冷缩的规律制成的,其工作物质有汞、酒精、煤油或甲苯等.
二、教师引导学生观察实验室用温度计、体温计和寒暑表的测量范围和分度值,并思考以下问题(多媒体展示).
思考题:
(1)如果所测的温度过高或过低,超出了温度计所能测量的最高温度、最低温度,会出现什么后果?
(2)观察寒暑表、体温计和实验室用的温度计,它们所能测量的最高温度、最低温度和分度值各是多少?为什么要这样设计它们的量程和分度值?
【师生互动归纳总结】
(1)如果所测的物体温度过高,超出了温度计的量程,将测不出温度,且温度计里的液体可能将温度计胀破;如果所测的物体温度过低,低于温度计的最低温度,将测不出温度.
(2)①寒暑表所测量的最高温度是50℃,最低温度是-30℃,分度值是1℃,主要是根据我国大多数地区的常年温度范围确定的;②体温计所测量的最高温度是42℃,最低温度是35℃,分度值是0.1℃,是根据人体温度的变化范围确定的;③实验室用的温度计所测量的最高温度为110℃,最低温度为-20℃,分度值是1℃,是根据实验中需要测量的范围确定的.
(3)使用温度计前要先观察温度计的零刻度、量程和分度值.
三、教师用多媒体播放课件“判断温度计的使用对错”,归纳温度计的使用规则,引导学生观察并根据自己的推测判断.
1.如图甲所示,温度计的示数为______℃.
2.如图乙所示分别表示几位同学在“练习用温度计测液体的温度”实验中的做法,正确的是______.
生:1.39℃ 2.D
【师生互动归纳总结】液体温度计的使用规则:
(1)使用前要观察温度计的量程、分度值,估计被测物体的温度是否在量程内;
(2)在测量时温度计的玻璃泡应被包围在被测物体内,但不能接触容器壁和容器的底部;
(3)待温度计内液柱稳定时再读数;
(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线要与液体相平.
四、教师引导学生分小组用实验室温度计测量冷水、温水、热水的温度,先设计实验记录表格,再进行实验,然后,小组间进行交流,比较测量结果有什么不同.
生:
要准确知道物体的温度,凭感觉是不可靠的,必须使用温度计进行测量.
五、学生分组讨论:
(1)体温计与实验室用温度计的构造有什么不同?体温计的构造有什么特点?
(2)体温计可以离开人体读温度,实验室用温度计却不可以,为什么呢?为什么使用体温计前要先甩一甩?
【师生互动归纳总结】
(1)体温计里面的玻璃细管,比实验室用的温度计更细,而且在玻璃泡和直玻璃管之间有非常细的弯曲缩口.玻璃管非常细,这样当玻璃泡内的水银有微小的膨胀,玻璃管内的水银柱都会有明显变化,因而更精确.体温计的刻度范围为35℃~42℃,分度值为0.1℃.
(2)①测体温时,玻璃泡内的水银随着温度升高,发生膨胀,通过细管挤到直管,而体温计可以离开人体读数是因为当体温计离开人体时,水银变冷收缩,细管内的水银断开,直管内的水银不能自动退回到玻璃管内,所以它表示的是人体的温度.② 使用体温计前要先甩一甩是因为水银柱在缩口处断开后不能自动退回到玻璃泡中,重新使用体温计时,必须拿着体温计用力往下甩,让水银再回到玻璃泡里,这样才能使用,否则测量出的温度值不准确(注意:其他温度计不允许甩,也不可以离开被测物读数).
六、教师用多媒体播放课件“实验室用温度计、体温计、寒暑表的区别”,并进行总结.
实验室用温度计、体温计、寒暑表的区别(多媒体课件)
七、教师用多媒体展示数字式体温计和双金属片温度计,并简述其原理和使用方法(鼓励学生课后网上查阅).
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳本节课学到了什么?
【课后作业】
1.请同学们完成课本P7-8作业1 2 3 4 5.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.C 2.D 3.A
4.(1)实验室用温度计、寒暑表、体温计 热胀冷缩(2)液面 浸没在 液面(3)35℃~42℃ 38.5℃ 38.5℃ 39℃(提示:示数为38.5℃的温度计未甩,原来进入管内的汞没有回到玻璃泡内,测37℃的人的体温时,玻璃泡里的汞不会通过细弯管上升,上面管里的汞不会从细弯管自动下落,故示数仍为38.5℃,而测39℃的人的体温时,泡里的汞会膨胀通过细弯管上升,故示数为39℃.)
5.构造上不同点是:实验室用温度计上部是均匀细管,体温计上部有一段细而弯的缩口;量程不同,体温计是35℃~42℃,实验室用温度计是-20℃~100℃;分度值不同,体温计是0.1℃,实验室用温度计是1℃.使用上不同点是:体温计可以离开人体读数,使用前要甩几下,实验室用温度计不能离开被测物体读数,不能甩.
1.教学中,着重让学生通过实验探究来感知、理解知识.首先,让学生进行人造“雨”的实验,通过水的状态循环变化来感知、理解物态变化,以及物质存在的三种状态;其次,让学生先把两只手分别放入热水和冷水中,然后先把左手放入温水中,再把右手放入温水中,这个活动的设计,是要让学生知道,凭感觉判断物体的冷热是不可靠的,引出温度和温度计的教学;最后,引导学生分组实验,用实验室温度计测量冷水、温水、热水的温度,培养学生动手操作能力,以突破温度计的使用这个难点.
2.零下温度对学生来说是一个难点,这里可以讲得再细致一点,可以在这里再多加训练,充分利用自制的教具—温度计模型.老师也可以说温度,让学生上台调整模型,还可借鉴数轴上负数的读法,供学生参考.
第三节 汽化与液化
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道什么是汽化、液化,理解液化是汽化的逆过程.
2.了解沸腾现象,知道什么是沸点.
3.知道蒸发可以制冷.
二、过程与方法
1.通过观察液体(水)的沸腾实验,知道沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象.
2.通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点.
3.通过交流探讨知道生活中的汽化、液化现象.
三、情感、态度与价值观
1.通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲,使学生乐于探索自热现象中的物理规律.
2.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.
【教学重点】蒸发、沸腾的相同点与不同点.
【教学难点】分析一些生活中常见的汽化、液化现象.
【教具准备】铁架台、酒精灯、烧杯、水、温度计、多媒体课件等.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解).
【新课引入】
师 请同学们思考几个问题:(1)晒在太阳下的衣服一会儿就干了,衣服上的水跑到哪里去了?(2)冬天,戴眼镜的同学从室外到温暖的室内,眼镜会变模糊,这是为什么?
学生回答:(1)水变成了水蒸气飘散到了空中.
(2)眼镜变模糊是因为眼镜上蒙上了水汽.
师 不错,同学们回答得很好,眼镜上的水汽实际上就是小水滴,那这些小水滴是哪里来的呢?
生:是水蒸气变成了小水滴.
教师总结,并引入课题:水变成水蒸气是汽化现象,水蒸气变成水是液化现象,今天我们就一起来学习液态和气态之间的转化——汽化与液化.
【预习指导】
阅读课本P16-20文字内容和插图,把基本概念、规律、规定,以及影响蒸发快慢因素等内容,用红笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
汽化的方式一:沸腾
一、学生小组内部讨论交流,回答下列问题.
师 举例说明什么是汽化、液化?
生:像水变水蒸气那样,物质从液态变为气态的过程称为汽化;像水蒸气变水那样,物质从气态变为液态的过程称为液化.
师 汽化有哪几种方式,什么是沸腾?
生:汽化的两种方式是沸腾和蒸发,沸腾是在一定温度下液体的内部和表面同时发生的剧烈汽化现象.
二、设计实验探究水沸腾时温度变化的特点
师 我们每天要喝开水,开水是指沸腾后的水,现在回忆一下烧水时的有关情况,然后思考下列思考题.(多媒体展示)
思考题:(1)水烧开需要哪些条件?
(2)水在沸腾时有什么特征?
(3)水沸腾后如果继续加热,温度会不会越来越高?
(4)水沸腾后冒出白气,这些白气是水蒸气吗?
(5)最后水煮干了,水去哪里了?
师 上面的思考题,同学们先不着急回答,大家先制定探究水的沸腾现象的实验方案,通过实验观察,得出结论.
1.学生分组设计实验方案.
2.教师用多媒体展示课件“实验探究水的沸腾现象”,并讲解,帮助学生完善实验设计方案.
实验探究水的沸腾现象(多媒体课件)
(1)设计并进行实验.
(2)实验过程中的“三观察”.
a.仔细观察:沸腾发生的部位和剧烈程度:沸腾时水中发生剧烈的汽化现象,形成大量的气泡,上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中,就是说,沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象.
b.对比观察:沸腾前后物理现象的区别:沸腾前液体内部形成气泡并在上升过程中逐渐变小,以至未到液面就消失了;沸腾后,气泡在上升过程中逐渐变大,到达液面后破裂.
c.定量观察:实验中,当水温升到90℃左右时,每隔1min(或2min)记录一次水的温度,直到水沸腾后5min为止.
(3)实验现象:随着对水加热,水的温度不断上升,达到某一温度时,水开始沸腾,此后,虽然继续对水加热,但水温不再升高.
3、学生在教师的引导下分组完成实验,及时记录实验数据,描绘水沸腾图像,并分析数据和图像,得出结论.
4、教师引导学生交流展示实验结论.
师 为什么水沸腾前内部形成的气泡在上升过程中会逐渐变小呢?
学生分组讨论并表示疑惑.(估计学生暂时无法给出答案,但教师提问的目的在于让学生加深沸腾前后气泡变化情况的印象)
教师总结:开始给冷水加热时,由于水中溶有空气,在器壁上生成气泡,气泡中含有空气和水蒸气,继续加热后,气泡受热膨胀,当气泡大到一定程度,由于浮力,气泡脱离器壁开始上升,气泡上升后温度降低,气泡内的大部分水蒸气要液化成水,气泡外边压强大于气泡内气体压强,气泡变小.
师 请各小组代表积极举手发言,报告实验现象和结论.
生1:根据水沸腾时温度不变,说明水沸腾是在一定温度下发生.
生2:根据气泡上升,变大,上升到水面破裂,说明水沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象.
生3:根据撤掉酒精灯水不沸腾,说明液体在沸腾过程中需要吸热.
生4:各种液体沸腾时都有确定的温度.
【师生互动归纳总结】
1.水在沸腾过程中,继续吸热,温度保持不变,这个温度叫沸点.
2.不同液体沸点不同,同种液体液面上气压不同,沸点不同,物质的沸点在不同条件下也会发生变化(水中加盐或糖,沸点升高,加入酒精沸点降低).
3.液体沸腾条件:(1)达到沸点;(2)继续吸热;二者缺一不可.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
汽化的方式二:蒸发
小组内部讨论交流,回答下列问题:
师 什么是蒸发?蒸发快的晾衣方式是什么?这说明影响蒸发快慢的因素是什么?
生:只有液体表现发生的汽化现象叫做蒸发.蒸发快的晾衣方式是将衣服展开,放在通风向阳的地方,这说明影响蒸发快慢的因素是液体的温度、液体的表面积、液体表面上空气的流动.
师 请同学们将酒精滴在手背上,擦在手背上,或用手扇,有什么感觉?
生1:滴上、擦上酒精的地方有清凉的感觉,用手扇时会感到更凉.
生2:这说明蒸发过程需要吸热,蒸发有制冷作用.
生3:滴在手背上的酒精,比擦在手背上的酒精蒸发得慢,这说明液体蒸发快慢与液体表面积有关,液体表面积越大,蒸发越快.
生4:用手扇酒精蒸发更快,说明蒸发快慢与空气流动快慢有关,空气流动越快,蒸发越快.
【师生互动归纳总结】
1.影响蒸发快慢
的因素①液体的温度越高蒸发越快.②液体表面积越大蒸发越快.③液体表面空气流动越快蒸发越快.
2.液体在蒸发过程中吸热,有制冷作用.
师 蒸发和沸腾有什么异同点?(用多媒体展示引导学生回答)
生:液体表面发生 液体表面和内部 吸
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
液化
小组内部讨论交流,回答下列问题:(多媒体展示)
师 1.物质从____态变为____态的过程,称为液化.烧开水时从壶嘴里冒出的“白气”、早晨空气中的雾、冰棍冒出的“白气”以及飞机的“尾气”,都是空气中的____液化而成的.
2.人们利用水蒸气蒸馍馍是因为水蒸气____时要放出热量.
3.居民常用的液化石油气,是利用________的方法使它成为液体,储存在钢瓶里的.液化石油气液化后体积____,便于储存和运输.
生:1.气液水蒸气2.液化3.压缩体积减小
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P21作业1 2 3 4.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.液化 汽化(蒸发) 2.C 3.B
4.
1.本节课教学的重点在于突出“水的沸腾”的实验探究过程.虽然沸腾现象对于学生来说并不陌生,但其发生的全过程学生未必很清楚,沸腾时有什么特征学生不一定了解,因此我在教学中重点呈现出探究活动较为详细的探究过程,如实验后要求学生记录数据,处理数据,画出图线,分析数据,概括总结,得出结论.在探究过程中,可提出“怎样使水尽快沸腾”的问题让学生展开讨论,突出实验的设计思想,提高学生的信息收集能力.
2.教学中,突出了物理知识在生活中的应用,引导学生联系生活实际,加深对物理知识的理解,如从蒸发快的晾衣方式引导学生思考归纳影响蒸发快慢的因素,利用课堂学生小实验——在手背上滴、擦酒精,让学生感知蒸发有制冷作用,可用酒精擦拭体表为高烧病人降温,以此培养学生有将科学知识应用于日常生活的意识.
3.教学中,在得出沸腾的特征和温度变化规律后,我将沸腾和蒸发现象加以比较,找出它们的相同点和不同点。加深学生对蒸发和沸腾的理解.对于液化这部分我只作简单介绍,其中压缩体积使气体液化,学生是想不到的,我建议教学中多举一些例子,提供真实的现象让学生思考,拓展其思维空间.
第二节 熔化与凝固
【教学目标】
一、知识与技能
1.理解气态、固态和液态是物质存在的三种形态.
2.知道物质的固态和液态之间是可以相互转化的.
3.理解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别.
4.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义.
二、过程与方法
1.通过探究固体熔化时温度变化的规律,感知发生物态变化的条件.
2.了解有无固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法.
3.通过探究活动,使学生了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法.
三、情感、态度与价值观
通过教学活动,激发学生对自然现象的关心,产生乐于探索自然现象的情感.
【教学重点】
通过实验探究熔化、凝固的规律.
【教学难点】
1.对熔化、凝固的理解及晶体与非晶体性质的理解.
2.晶体、非晶体熔化与凝固图像的区别.
【教具准备】
学生实验,六人一组.每组配备熔化实验仪器:酒精灯、铁架台、石棉网、温度计两支、试管两支、石蜡、冰、火柴、坐标纸、多媒体课件等.
【教学课时】
1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 教师演示蜡烛“流泪”小实验,并播放炼钢厂炼钢的相关视频,引导学生观察思考,这里发生的物态变化是什么?
生:熔化凝固.
师 同学们真棒!下面,我们就来学习第二节熔化和凝固.
【预习指导】
阅读课本P9-14文字内容和插图,把基本概念、规定、规律,以及晶体、非晶体的不同点等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
熔化
一、学生小组内部讨论交流,回答下列问题.
师 举例说明什么是熔化?什么是凝固?
生:冰冻的黄河解冻;固态的铁、锡等金属丝在高温下变成了液态等是熔化,我们把物质从固态变为液态的过程,称为熔化.冬天到了,气温下降,湖面上的水结成冰;工厂的铸造车间里,工人将铁水浇在模子里,冷却后,铁水变成了固态的铸件等,这些都是物质由液态变成固态的现象.我们把物质由液态变成固态的过程叫做凝固.
二、学生分组实验,探究固体熔化时温度变化规律.
教师提出问题,引导学生思考:
(1)冰在什么情况下由固体变为液体?
(2)冰在熔化过程中与其他固体(如石蜡)在熔化过程中的温度变化情况相同吗?
学生提出假设与猜想:(1)在熔化过程中物质温度应该不断上升;(2)每一种物质熔化时温度应该不同.
教师组织学生分组设计实验论证.(为了让学生发挥团结协作且更好地完成探究实验,教师将整个班级的同学分成6个科学研究组,每个小组推举一个小组长)
组长组织讨论:(1)怎样设计实验,实验中需要哪些实验装置?
(2)怎样组装这些实验装置,实验中需要注意哪些问题?
(3)实验过程中如何分工使实验有条不紊的进行?
小组讨论并汇总,每个小组派代表上台演示组装实验装置的过程,讲述实验中需要注意的事项:①先调整石棉网的高度,再调整铁夹高度,使温度计完全浸入被测物体中;②实验时为了让物体受热均匀要不断搅拌;③注意酒精灯的使用安全;④实验过程中分工要求一人报时,一人报温度值,一人搅拌,一人报物质状态,一人记录,一人照顾仪器.
教师组织学生进行实验,探究冰与石蜡熔化时温度变化情况.(实验参照示例,教师可用多媒体展示并讲解)
实验探究冰与石蜡熔化时温度变化情况(实验参照示例)
A.设计并进行试验:
①我们利用冰和石蜡进行实验研究.用如图所示的实验装置,在两个分别盛有冰和石蜡的试管中各插入一支温度计,再将试管放入盛水的烧杯中,这样可以使试管均匀受热.
②用酒精灯对烧杯缓慢加热,注意观察冰和石蜡的变化情况,并仔细观察温度计示数的变化.
③待被测物质的温度升到40℃时,开始每隔1min记录一次温度计的示数,直到固体完全熔化,再过3min后,停止加热.
④设计一个记录表格,将测温时间和测得的温度记录在表格中.
如图所示,在方格纸上画出两条相互垂直的直线,用横坐标表示时间,用纵坐标表示所测温度,将所有记录的各组数据分别用点标在方格纸上,然后再将这些点用平滑曲线连接起来,就得到了冰与石蜡熔化的两个图像.
冰的熔化图像石蜡的熔化图像
提示:此实验成功的关键是保证冰受热均匀,注意采取以下措施:(1)试管应选择较细的,从而增大冰的受热面积;(2)冰不宜过多;(3)加热应缓慢,使试管内外温差保持在2℃~3℃.
B.分析论证:
①从描绘出的图像容易看出,冰经过缓慢加热,温度逐渐上升(如AB段图像,此过程中冰仍是固态);当温度达到48℃时,冰开始熔化,在熔化过程中,虽然继续加热,但冰的温度保持不变(如BC段图像,此过程中冰处于固液共存状态);当冰完全熔化完后,温度继续上升(如CD段图像,此时冰处于液态).
②石蜡的熔化过程则不同,由图像可以看出,随着不断加热石蜡的温度不断上升.在此过程中,石蜡由硬变软变稀,最后熔化为液体(如石蜡熔化图像中AB段所示).
C.探究归纳:
①物质在熔化过程中要吸收热量;
②不同物质的熔化情况不一样,有些物质具有固定的熔化温度,即在熔化过程中温度保持不变;
③有些物质没有固定的熔化温度.
学生实验时,教师巡视指导,注意及时记录实验数据,并根据所测数据描绘冰、石蜡熔化图像.
【师生互动归纳总结】:①冰在熔化过程中,温度保持不变,但要不断吸收热量;②石蜡在熔化过程中,温度不断升高,需要吸收热量.
三、学生小组内部交流讨论,解答下列问题:
师 什么是熔点?能不能用锡锅熔化铁?
生:物理学中将晶体熔化时的温度叫做熔点.锡的熔点是232℃,低于铁的熔点1525℃,故不能用锡锅熔化铁.
师 观察下列物质熔化时的温度—时间图像,回答下列问题.
(1)晶体熔化时,____热,温度______;非晶体熔化时,____热,温度______.
(2)常见的晶体有冰、钻石、水晶以及各种金属;常见的非晶体有玻璃、塑料、沥青、石蜡.
(3)我们可以从以下三个方面来区别晶体和非晶体:
①晶体____固定的熔点,非晶体____熔点.
②晶体在熔化过程中温度______,非晶体在熔化过程中温度______.
③非晶体熔化时由硬逐渐变软,最后变成液体,晶体没有由硬变软的过程,而是在固定的温度下熔化为液体.
生:(1)吸 保持不变 吸 不断升高
(3)①有 无 ②保持不变 不断升高
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
凝固
一、学生小组内部讨论交流,回答下列问题:
师 什么是凝固点?同种物质的熔点和凝固点有怎样的关系?
生:晶体凝固时的温度叫凝固点,同种物质的熔点和凝固点相同.
师 晶体和非晶体溶液的凝固有什么特点?为什么北方冬天在菜窑里放几桶水,菜不致冻坏?
生:晶体在凝固过程中放热,温度保持不变,非晶体在凝固过程中放热,温度不断降低.在菜窑里放几桶水,水在凝固过程中,放出热量,使菜窑的温度不至降得太低,从而避免菜被冻坏.
师 48℃的海波,是熔化,还是凝固?
生:48℃既是海波的熔点也是它的凝固点,此时海波是熔化还是凝固,关键要看海波是吸热还是放热.固态海波在温度到达熔点时,吸热则熔化;液态海波在这一温度时,放热则凝固.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P15作业1234.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.因为高山上终年气温低,大多数时,其气温在0℃以下,低于雪的熔点,故终年雪不化.
2.C 3.C 4.晶体 80 吸热

1.本节课通过对冰和石蜡学生分组实验探究,有意识地培养学生的合作能力、动手能力以及分析问题解决问题的能力.
2.教学过程中,有三个易错点要让学生理解:①处于熔点温度的晶体,有哪几种存在的状态;②溶化和熔化、融化的区别;③物质吸热温度不一定升高,放热温度也不一定降低.
3.对于凝固过程中的特点,我在教学过程中没有具体展开,为学生留下了继续探究的空间,教学中可采用实验推理的方法,引导学生交流讨论自己得出结论.
第五节 全球变暖与水资源危机
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解全球变暖的原因与危害.
2.认识水与人类的关系,了解常见的水污染源及水污染现状,认识水污染与缺水是当今世界最严重的社会问题.
3.认识合理利用和保护水资源的重要性,有节约用水意识,自觉合理利用和保护水资源.
二、过程与方法
1.通过对全球变暖原因和危害的调查和探究,通过对水资源现状的调查和水的净化的实践过程,培养学生发现自然与社会生活中的物理问题,并用所学的知识解决这些问题的能力.
2.本节重在用实例说明水的缺少及污染,在教学中要引导学生从多种渠道获取有关信息并进行交流,有初步的信息处理能力.
三、情感、态度与价值观
1.初步认识合理利用和保护水资源的重要性,树立节约用水的意识;有保护环境、防治污染的紧迫感.
2.有将科学服务于人类的意识,树立正确的科学观,有振兴中华的使命感与责任感.
【教学重点】全球气候变暖的原因与危害.
【教学难点】全球气候变暖的原因探究.
【教具准备】有关水污染和水资源的资料,多媒体课件.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解).
【新课引入】
师 利用多媒体播放北极熊无家可归、北极熊给自己剃毛以及因缺水而荒芜的农田的相关视频,引导学生观察,请同学们积极思考并发言,简述其原因.
生:前者是全球变暖、冰川融化、海平面升高引起的,后者是水资源危机、缺水导致的.
师 同学们真棒!为了全面了解全球变暖的原因和危害,珍惜水资源,下面我们就一起来学习第五节全球变暖与水资源危机.
【预习指导】
阅读课本P27-30文字内容和插图,把基本概念、规律、全球变暖的原因与危害、水资源危机状况以及节水办法用双色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
全球变暖
教师利用多媒体播放工业排放大量温室气体、大量汽车排放尾气以及农民燃烧秸秆排放气体的相关视频,引导学生观察,启发学生思考,小组内部开展交流讨论,回答下列问题:
师 全球变暖的原因是什么?
生:(1)现代工业大量使用矿物燃料(如煤、石油、天然气等)作为能源,排放出CO2等多种温室气体.
(2)大量汽车排放出的气体.
(3)农民燃烧秸秆及各家各户燃烧矿物燃料(如煤、天然气、液化石油气)、柴薪燃料等排放出温室气体.
师 全球变暖会给人类带来哪些危害?
生:(1)海平面上升的影响:①冰山融化,低地被淹;②海岸被冲蚀;③地表水和地下水盐分增加,影响城市供水;④沿海及岛国居民生活受到严重威胁.
(2)对动植物的影响:因无法适应全球变暖的速度而惨遭厄运或被迫转移.
(3)对农业的影响:温度和降水影响产量和作物的分布类型.
(4)对人类健康的影响:高温天气导致人类病发率和死亡率增加,热带疾病会向更多国家传播.
师 如何应对全球变暖?
生:(1)减少矿物燃料的燃烧,推广使用清洁能源;(2)保护现有植被和植树造林;(3)国际合作.
师 结合以下材料回答问题.
材料一 据有关媒体报道:我国对汽车尾气排放标准已提高至国IV,北京地区更提高到京V标准,目的是减少汽车尾气中CO2等温室气体的排放.
材料二 我国已成功完成西气东输工程,将我国西部的天然气通过管道输送到东部工业发达、人口集聚地区,如:上海、江苏、浙江、广东等地.
问题:以上材料中人们采取的措施和方法都是为了减少CO2等____气体的排放,以减少全球____给人类带来的危害.
生:温室变暖
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
水资源危机与保护水资源
教师播放河流污染、赤潮等视频,引导学生观察思考,并结合以下材料回答问题:
材料一 从太空所看到的地球是一个蓝色的“水球”,地球表面的72%被水覆盖,但是淡水资源仅占所有水资源的0.75%,有近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中,其余多为土壤水分或深层地下水,不能被人类利用.地球上只有不到1%的淡水可被人类利用,约占地球上全部水的0.007%,因此,水是人类十分珍贵的资源,随着社会的发展和人口的剧增,水资源已出现了严重的危机.缺水已是一个世界性的普遍现象.全世界有100多个国家存在不问程度的缺水问题,其中有28个国家被列为缺水国或严重缺水国.我国的水资源匮乏问题也很严重,西北、华北、东北等北方地区几乎都缺水.
材料二 水资源危机的原因:造成水资源缺乏的主要原因是水的污染.污染水资源的主要是生活污水、工业废水、工业固体废物、生活垃圾等.江河、湖泊中的水被污染的同时,海洋也被污染.如污染的江河中的水会流入海洋,以及海上溢油污染等.赤潮就是海洋受污染后所产生的一种灾害性海洋现象,是有机物和营养盐过多引起的.
师 问题1:水资源是能被人们生产、生活所利用的____资源.造成水资源缺乏的主要原因是________.
生:淡水 水污染
师 问题2.如图所示的徽标表达的意义是:“水是生命之源,珍惜每一滴水,是公民的义务和责任”.徽标右上方的弧线代表____;滴下的一滴水被伸出的手掌接住,将节约用水之意寓于____之中.
生:水管(水龙头) 接水
师 面对严峻的缺水、水污染问题,我们应该怎么办?
生:积极行动起来,从珍惜每一滴水做起,每天刷牙洗脸时如不需要用水及时关闭水龙头,把洗手、淘米、洗菜、洗衣服的水蓄起来冲厕所等.
【师生互动归纳总结】
珍惜每一滴水,采取节水技术,防治水污染,植树造林,合理利用和保护水资源.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P30作业1 2.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.查看自己家中水表每月用水量,计算出人均用水量,调查自己所住区域的总人口,再计算出自己所住区域的每月用水量.
2.合理即可,可着重从全民节约用水教育、采取的节水措施、防治水污染措施、植树造林、植被保护等方面提出建议.
【本章练习答案】
1.B 2.C 3.固 液 气 4.不变 吸热 5.C 6.D 7.C
第五节 全球变暖与水资源危机
一、全球变暖
1.主要原因:现代工业大量使用矿物燃料
2.主要危害:(1)海平面上升的影响
(2)对动、植物的影响
(3)对农业的影响
(4)对人类健康的影响
二、水资源危机
a.土地沙化 b.河水污染 c.小溪干涸 d.海洋污染
三、珍惜每一滴水
a.采取节水技术 b.防治水污染 c.植树造林
本节课对于知识掌握的要求不高,但是培养学生的环境保护意识是一个很好的题材,一定要利用这个机会教育学生,使学生认识到环保的重要性,提高学生的环保意识,从小养成节约用水、生活做到低碳环保的好习惯,自觉参与到保护学校环境、保护家乡环境的活动中去,热爱学校、热爱家乡,学会构建自然与人和谐相处.
第四节 升华与凝华
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道升华和凝华的概念,知道生活中的升华和凝华现象.
2.知道物态变化过程中的吸热、放热,了解冰箱的制冷原理.
二、过程与方法
1.通过观察了解升华和凝华现象,培养学生的观察能力.
2.通过识别生活中常见的物态变化现象,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
三、情感、态度与价值观
1.通过教学活动,激发学生关心环境、乐于探索、勇于实践的精神.
2.通过做碘的升华和凝华实验,让学生能保持对自然界的好奇,初步领略自然现象中的美妙与和谐.
【教学重点】
通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察和实验能力.通过对日常生活中实例的解释,培养学生用物理知识解决实际问题的能力.
【教学难点】
物态变化过程中的吸热、放热,冰箱制冷原理.
【教具准备】玻璃片、铁架台、石棉网、酒精灯、碘、樟脑丸、多媒体课件等.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解).
【新课引入】
师 我们知道冰块吸热后熔化成水,再继续吸热就变成水蒸气,这是生活中常见的现象,那么物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢?请同学们积极思考并发言.
生:应该可以吧,比如固态空气清新剂过一段时间后变小了,甚至消失了.这就是固态的空气清新剂直接变成了气态,并飘散到空气中去了.
师 同学们说得很正确,固态物质是可以直接变成气态的那么气态物质是否可以直接变成固态呢?请大家举例说明.
生:气态物质也可以直接变成固态,比如深秋和初春时出现的霜就是水蒸气直接变成了固体小冰晶.
师 同学们真棒!那么今天我们就一起来学习固态和气态之间的相互转化:升华和凝华.
【预习指导】
阅读课本P22-25文字内容和插图,把基本概念、规律、规定以及冰箱制冷原理等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
升华 凝华
一、教师向学生演示“人造雪景”实验,激发学生学习物理的兴趣.
演示实验(人造雪景):在一个烧瓶内放入少许樟脑丸粉末,然后加热,樟脑丸消失,再将一枯树枝放入烧瓶内,这时便可以看到气态的樟脑丸在枯树枝上变成雪花状.
学生仔细观察后,提出疑问:这个实验真神奇,樟脑丸粉末是如何跑到枯树枝上的?
师 同学们问得很好,这个实验涉及了两个物态变化,首先是固态的樟脑丸粉末在受热后,直接由固态变成了气态,这个过程就是升华,然后是气态的樟脑丸遇到冷的枯树枝又凝结成了固态樟脑丸,这个过程叫做凝华,我们一会儿再学.
【师生互动归纳总结】
1.升华:物理学中将物质直接从固态变为气态的过程称为升华.
2.识别升华现象时要抓住“两个状态,一个关键词”.
二、学生分组实验:利用课本图12-36碘的升华进行实验验证,并回答下列问题:
师 指导学生实验:在烧瓶里放少量固态碘颗粒,然后把烧瓶放在酒精灯上微微加热,过一会儿碘颗粒没有了,而瓶的底部也没有液态的碘出现,这说明碘发生了____现象.冷却一会儿再看,瓶内也没有液态的碘,但甁壁上却附着固态的碘,这说明碘蒸气发生了____现象.
现象 灯泡或日光灯管用的时间长了,管壁会变黑,这是因为钨在高温下____为气态,又在灯壁上____为黑色的固态钨.
生:升华 凝华 升华 凝华
师 请同学们讨论交流后试着回答:舞台上的缕缕青云或淡淡薄雾是如何形成的?解释人工降雨.
生:干冰在升华过程中大量吸热,周围的温度快速降低,使周围的水蒸气液化为小水滴形成淡淡薄雾;将干冰“喷”入高空冷空气层,干冰很快升华吸收大量的热量,使周围冷空气层的温度急剧下降,这时冷空气中的水蒸气凝华成小冰晶,小冰晶逐渐变大后下落,在下落中遇到暖气流就会熔化而形成雨.
例题1(多媒体展示)下列现象中,不属于升华现象的是( )
A.放在口袋里的樟脑丸变小了
B.路边的“雪人”没有融化却越变越小,最后消失不见了
C.霜的形成
D.碘放在火上烤一烤,产生紫色的气体
解析:本题的关键是辨别升华现象.升华现象就是物质直接由固态变为气态,樟脑丸、雪、碘都是固态,后来都变成气体,故选项A、B、D都是升华现象.霜是空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成,不属于升华现象.
答案:C
三、小组内部讨论交流,回答下列问题:
师 什么是凝华?你识别凝华现象的方法是什么?
生:像霜的形成那样,物质从气态直接变为固态的过程,称为凝华.识别凝华现象时,也要抓住“两个状态,一个关键词”.
师 并不是所有物质都能发生凝华现象,它也仅限于某些物质在一定条件下才能发生.下面请同学们举例说明生活中你见过的凝华现象.
生1:冬天寒冷的早晨,室外物体上常常挂着一层霜,霜是空气中的水蒸气直接凝华而成的小冰粒.
生2:寒冷的冬天,早晨玻璃上出现冰花,这是室内的水蒸气,遇到冷玻璃,凝华成固态冰,形成冰花.
生3:寒冷的冬天,树枝上“雾凇”的出现,是由于空气中水蒸气遇到冷树枝,在树枝上凝华成小冰晶,形成“雾凇”.
例题2(多媒体展示)在我国北方的冬季,常见的几种物态变化现象中,属于凝华现象的是( )
A.室外结冰的衣服变干
B.房间窗户玻璃的内表面出现冰花
C.湖面结了厚厚的一层冰
D.正在跑步的人嘴中呼出“白气”
解析:A项中结冰的衣服变干的过程中,固态的冰变成水蒸气,属升华;B项中窗户玻璃的内表面出现冰花的过程中,室内的空气中的水蒸气遇到冷的玻璃,直接变成冰晶(冰花),属凝华;C项中湖面的冰晶是由水冻成的,属凝固;D项中的“白气”是水蒸气液化而成的.由此可见,本题选B.
答案:B
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
物态变化过程中的吸热、放热
1.升华吸热、凝华放热
师 我们知道汽化和液化互为相反过程,熔化和凝固互为相反过程,升华和凝华互为相反过程.已知一个过程为吸(放)热过程,则它的逆过程一定为放(吸)热过程.下面请同学们试着来分析升华和凝华的吸放热情况.
生1:我们在做碘的升华和凝华实验时,把装着固态碘的试管放入热水后,出现了固态碘升华成碘蒸气的现象,在这个过程中热水对碘加热了,因此碘的升华过程是吸热过程.
生2:我们把装着碘蒸气的试管放入冷水中时,出现了碘蒸气凝华成固态碘的现象.在这个过程中,碘蒸气遇冷放出了热量,因此碘的凝华过程是放热过程.
【师生互动归纳总结】
(1)升华和凝华互为逆过程.
(2)物质升华时吸收热量,凝华时放出热量.
2.物质的六种物态变化过程中的吸热、放热
教师用多媒体播放课件“物质的六种物态变化过程的总结”,并讲解.
物质的六种物态变化过程的总结(多媒体课件)
(1)我们可以把物质的三态分为低能态(固态)、中能态(液态)、高能态(气态),如图所示,当物质由低能态向高能态变化时要吸热,,反之则要放热,从图中可知,吸热的过程有:熔化、汽化、升华;放热的过程有:凝固、液化、凝华.
(2)在判断物质发生的物态变化时,对物态的“称呼”日常化用语导致我们判断错误.如“烟、粉”一般由固体小颗粒组成,为固态.“雾”、“白气”、“汗”一般由小液滴组成,为液态.
3.教师用多媒体展示电冰箱的构造,启发学生思考回答冰箱的制冷原理.
生:
4.教师引导学生归纳水之旅中的物态变化(多媒体展示)
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P26作业1 2 3.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.(1)液化 (2)液化 (3)升华 (4)凝华 (5)凝华 (6)液化 (7)汽化(或蒸发)
2.升华 凝华
3.河水蒸发到空气中的部分水蒸气发生了液化,液化成的小水滴悬浮在空气中形成淡淡的白雾.
1.升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化.尽管升华和凝华现象并不罕见,但却不易被学生注意,他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段,因此教学中应对其足够重视,以切实帮助学生澄清模糊的认识.
2.我在教学中从升华和凝华的现象出发,让学生在进行观察实验的基础上,感知什么是升华,什么是凝华,在实验中用对碘加热来揭示固态升华是需要吸热的,其逆过程凝华则可通过分析推断其需要放热,由于升华、凝华现象不是学生学习重点,因此我在这里没有过多讲解实验设计.
3.用碘做升华、凝华实验,是一种比较理想的物质,但是碘蒸气有毒,做实验时必须把它封闭起来,以免影响学生健康.
第三节 “伏安法”测电阻
【教学目标】
一、知识与技能
1.具有初步的实验操作技能,会使用电流表和电压表测电阻;
2.会记录实验数据,知道简单的数据处理方法,会写简单的实验报告,会用科学术语、简单图表等描述实验结果;
3.通过使用滑动变阻器,进一步理解滑动变阻器在电路中的作用,巩固滑动变阻器的正确使用方法.
二、过程与方法
1.通过测量导体的电阻,了解欧姆定律的应用.
2.让学生根据实验课题选择仪器、设计实验、制定实验操作方案等,培养学生的实验能力.
三、情感、态度与价值观
1.通过学生自己的设计、操作、分析、总结,培养学生实事求是的科学态度和周密、严谨的科学思维方法,养成良好的学习习惯.
2.在共同完成的操作及实验过程中,培养同学之间相互协作的团队精神.
【教学重点】利用电流表、电压表测量导体(定值电阻和小灯泡)的电阻.
【教学难点】自行设计科学、完整的实验操作方案.
【教具准备】(学生可2人或4人一组)干电池组(带盒)或学生电源、电压表、电流表、带灯座的小灯泡(或定值电阻)、开关、滑动变阻器、导线若干、多媒体课件等.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 上节例2中我们是怎样计算电热器的电阻值的?
生:根据欧姆定律得进行计算的.
师 同学们想一想,能不能根据利用我们已学的电学器材测量导体的电阻呢?
生:能,只要用电压表测出导体两端电压,用电流表测出通过导体的电流,就可以利用求出导体的电阻.
师 同学们真棒!这种用电压表、电流表测小电阻的方法称之为“伏安法”,下面我们就一起来学习“伏安法”测电阻.
【预习指导】
阅读课本P104-105文字内容和插图,把基本概念、基本方法用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 用“伏安法”测电阻
(一)学生小组内部交流讨论,回答下列问题,教师点评订正.
师用“伏安法”测一定值电阻的原理是什么?
生:欧姆定律或.
师 画出你设计的电路图,并说明滑动变阻器在该实验中的作用以及你将如何选择电表量程?
生:
滑动变阻器在电路中的作用:①改变待测电阻两端的电压和电路中的电流,多次测量,取得多组数据,②保护电路(混流)若无法估计电路中电流与被测电阻两端的电压时,可以采用试触法,观察指针偏转的角度(应大于满刻度的一半)来选择合适的量程;实际问题中,可以利用串并联电路的特点,结合欧姆定律计算出电路中电流和被测电阻两端的电压的变化范围来选择电表的量程.
师 本实验中,需多测几组不同数据的目的是什么?
生:取电阻的平均值,减小实验误差.
师 写出实验步骤,并设计画出记录数据表格.
生:实验步骤:
1.断开开关,按电路图连接好电路.
2.将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表、电压表示数,并填入所制表中,再移动滑动变阻器滑片,测出两组不同数据,填入所制表中.
3.根据测得数据计算电阻的阻值,并求其平均值.
4.整理仪器.
记录数据表格
(二)学生两人一组,进行实验,教师巡视指导.
(三)教师引导学生设计测小灯泡电阻的实验方案,并用多媒体展示.
[实验目的:]测量小灯泡的电阻.
[实验原理:].
[实验电路:]
[实验器材:]
小灯泡:额定电压为 V.
滑动变阻器:最大阻值 ,允许通过的最大电流 ;电源: V;开关、导线若干.
[实验步骤:]
1.按电路图连接实物电路.连接电路时,开关应断开.大致估计电流表、电压表测量的最大电流值和最大电压值,选择合适的量程接入,如不能估计,则要选择量程较大的接线柱接入.
2.检查电路无误后,将滑动变阻器滑片调至滑动变阻器阻值最大的位置.
3.合上开关,并迅速断开开关(试触),在开关合上的瞬间观察电流表、电压表指针的变化,判断电表连接是否正确(有无接反),电流表、电压表量程连接是否合适(量程大,还是小).
4.根据试触的情况,调整电流表、电压表接入电路的量程,确保电压表、电流表连接正确.
5.合上开关,移动滑动变阻器的滑片.改变被测小灯泡两端的电压,测出通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,分别记下三组对应的电流和电压的数值,将测量的电流和对应的电压值,填入数据表格对应的空格内.
(四)学生两人一组,继续实验,教师巡视指导.学生实验完成后,教师引导学生评估交流.
师你能从这些数值中看出还有什么规律吗?
生:灯泡的电阻随电压的增加而增大,因为灯泡的电压越大,灯泡越亮,灯丝温度越高,其电阻值就越大.即灯丝的电阻随温度的变化而变化.
(五)教师引导学生对实验误差进行分析,并用多媒体展示.
由于电压表和电流表本身都有一定的电阻,会使测出的灯泡电阻值与真实值间存在差异,电流表和电压表连入电路的方式有两种.
①外接法:如图甲所示,在外接法中,电压表的示数表示待测电阻R两端的电压UR、电流表的示数表示通过电阻R和电压表的总电流,即I=IR+IV,待测电阻值应为,而测出来的电阻值,由于I>IR,所以R测<R真,即测得的电阻值比真实值偏小.当待测电阻很小时,采用外接法可减小测量误差.
②内接法:如图乙所示,在内接法中,电流表的示数表示通过R中的电流IR,电压表的示数表示电阻R两端电压UR与电流表两端电压UA之和,即U=UR+UA.根据,待测电阻值应为,而测量的电阻值,因为U>UR,使R测>R真,即测量值比真实值偏大.如果待测电阻R的阻值很大,根据串联电路的特点,通过电阻R和电流表中的电流相等,由欧姆定律知UR=IRR远大于UA=IRRA,即U近似等于UR,使R测≈R真.因此,当待测电阻很大时,采用内接法.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 伏安法测电阻的变式
师 在上一个实验中,用的是两块电表,电压表用来测电压,电流表用来测电流,那么,单独使用一种电表,如何测出灯泡的电阻呢?
学生分组讨论,再由代表阐述本组创新的方案.
教师互动总结:测电阻的其他方法(用多媒体展示)
(1)安阻法测电阻:
电路图:如图甲.
实验步骤:先闭合S1,断开S2,测出通过R0的电流I0;再断开S1,闭合S2,测出通过Rx的电流Ix.
计算电阻的表达式:
(2)伏阻法测电阻:
电路图:如图乙.
实验步骤:闭合开关S1和S2,记下电压表示数U1;断开开关S2,闭合开关S1,记下电压表示数U2.
计算电阻的表达式:
(3)双伏法测电阻:
电路图:如图丙.
实验步骤:将电压表V1并联接在Rx两端,测出电阻Rx两端的电压U1,将电压表V2并联接在R0两端,测出电阻R0两端的电压U2.
计算电阻的表达式:
(4)双安法测电阻:
电路图:如图丁.
实验步骤:将电流表A1接在电阻Rx所在支路,测出通过Rx的电流Ix;将电流表A2接在电阻R0所在支路,测出通过R0的电流I0.
计算电阻的表达式:
(5)等效替代法测电阻:
电路图:如图戊.
实验步骤:将开关S接在a点,读出电流表的示数为I,将开关S接在b点,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出电阻箱的示数R.
计算电阻的表达式:Rx=R
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
请同学们完成课本P105-106作业1 2 3 4.
【课后作业答案】
1.电压 电流 伏安
2.不正确,因为导体电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与电压、电流无关,同一定值电阻比值不变.
3.防止电路连接过程中出现短路电流过大而烧坏电源等电路元件,将滑片置于使接入电路阻值最大的位置使电路中电流最小,保护电路.
4.(1)与L并联的是,与L串联的是
(2)0.30 8.3
(3)温度
1.“伏安法”测电阻是个典型的电学实验,所用仪器较多,操作比较复杂,对学生能力的要求比较高,所以该实验有一定的难度,应引起高度重视.
2.注意事项可以放在实验进行中说明,或学生有问题时再指出,这样比单独占用一些时间要好一些,因为学生出错了,就知道去查错,从而加深对注意事项的认识、理解和记忆.
3.本节在做测量小灯泡的电阻实验时,多测几次的目的不是为了求平均值来减小误差,而是要学生从多次计算出来的结果中能看出其中的规律.
第二节 科学探究:欧姆定律
【教学目标】
一、知识与技能
1.通过实验探究电流的大小与哪些因素有关.
2.会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过的电流.
3.会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压.
4.能根据实验探究得到的电流、电压、电阻三者的关系推导出欧姆定律.
5.理解欧姆定律,记住欧姆定律的公式,并能利用欧姆定律进行简单的计算.
二、过程与方法
1.通过实验探究过程,进一步体会科学探究方法;领悟用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法.
2.通过实验、分析和探索过程,提高根据实验数据归纳物理规律的能力,学会用图像研究物理问题.
3.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力,培养学生应用知识解决问题的能力.
三、情感、态度与价值观
1.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识,培养学生科学世界观的形成.
2.通过了解科学家发明和发现的过程,学习科学家坚韧不拔,探求真理的伟大精神和科学态度,激发学生努力学习的积极性和勇于为科学献身的热情.
【教学重点】
1.实验探究电流与电压和电阻的关系.
2.欧姆定律的计算.
【教学难点】欧姆定律的推导和理解.
【教具准备】
教师准备:演示用具、示教板一套,实验表格、图像坐标纸、多媒体课件等.
学生准备:电流表和电压表各一个、三节干电池、滑动变阻器一个、定值电阻(R1=2Ω、R2=4Ω、R3=8Ω)、开关、导线若干.(以上器材为一组,每三人准备一组器材)
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 通过前面的学习,我们知道电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因,导体有电阻,不同电路中电流的大小不同,那么,电流的大小与哪些因素有关呢?要知道答案,下面我们就来学习第二节:科学探究:欧姆定律.
【预习指导】
阅读课本P97-102文字内容和插图,把基本概念、规律、规定等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 探究电流的大小与哪些因素有关
师 提出问题:电流的大小与哪些因素有关.
生:猜想:(1)电阻一定时,电压越高,电路中的电流越大;(2)电压一定时,电阻越小,电路中的电流越大.
师 由于电流可能受电压、电阻等多个因素的影响,应采用怎样的科学方法来探究电流的大小与哪些因素有关?
生:控制变量法.
师 请根据课桌上老师提供的器材,设计并画出实验电路图.
生:实验电路图:
师 请根据电路图设计出实验方案,并画出记录实验数据表格.
生:1.保持电路中的电阻不变,用滑动变阻器改变电阻两端的电压,探究通过电阻的电流与它两端电压的关系.
表1 R=4Ω
2.保持电阻两端电压不变(用滑动变阻器调节),选用不同的定值电阻接入电路,探究通过电阻的电流与电阻的关系.
表2 U=2V
学生分组实验,三人一组,教师提醒学生实验中注意以下几个问题(用多媒体播放).
①连接电路和更换元件时,开关应处于断开状态,滑动变阻器按“一上一下”的接法,滑动变阻器的滑片应放到最大阻值的位置上.
②正确连接电流表、电压表、滑动变阻器.
③闭合开关前,明确研究对象;明确控制什么物理量不变,什么物理量改变;明确观察记录哪些数据.
④测量过程中电路闭合时间不能过长,读取数据后要断开电路,以防止通电时间过长电阻发热给实验带来误差.
⑤测量次数不要过多,根据时间而定,一般测量三次或四次左右.
⑥若用滑动变阻器来改变导体两端电压的情况时,尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化(如:0.5V,1V,1.5V……).同样若用干电池(或学生电源)改变电源电压时,也尽量使电源电压成整数倍地变化.
教师巡回指导学生进行实验,指出学生在实验中容易出现的错误,并分析错误原因,要求学生实事求是地填写实验数据.
学生根据实验数据记录表一、表二,分别画出电阻不变时,电流随电压变化的图像;电压不变时,电流随电阻变化的图像,并根据表格数据和图像分析得出结论,教师引导学生交流展示,点评订正.
生1:电阻不变时,I-U图像
结论:保持电阻不变时,电流跟电压成正比.
生2:电压不变时,I-R图像
结论:保持电压不变时,电流跟电阻成反比.
教师引导学生对实验探究的整个过程,进行评估.
①分析探究过程是否科学合理、简便易行,分析最终结果与开始的假设有什么差异,实验设计是否合理,有什么需要吸取的教训,如何改进实验方案等.
②操作过程中读完数据做记录时没有及时断开开关,可能会浪费电;在更换电阻时,也没有断开开关,这也是不允许的.
③从实验的过程和结果看,尽管数据之间不是完全吻合,但基本能反映规律,所以测得的数据和结论是可靠的.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 欧姆定律
学生小组内部交流讨论,解答下列问题,教师指导订正.
师 欧姆定律是反映什么物理问题的一条规律,其内容是什么?
生:是反映电流与电压和电阻关系的一条定律,是德国物理学家欧姆最先通过实验与理论研究发现的,其内容是:一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比.
师 欧姆定律公式及其变形式是什么?式中各物理量的单位有怎样的要求?
生:欧姆定律可以写成如下公式:
式中的I表示电流,单位是安培(A);U表示电压,单位是伏特(V);R表示电阻,单位是欧姆(Ω).
师 欧姆定律表达式及其变形式U=IR、是电学计算的基本公式,应注意以下四点(用多媒体播放)
(1)适用范围:欧姆定律只适用于纯电阻电路的导电情况,对非纯电阻电路,如含电动机的电路,欧姆定律不再适用.
(2)同一性:中的电流、电压、电阻是指同一个导体或同一段电路中的各量,三者要一一对应,在解题中,习惯上把同一个导体的各个物理量符号的角标用同一数字表示,如图所示的电路,通过电阻R1的电流,通过电阻R2的电流,电路的总电流,当电路发生变化时,电路中的总电流可以表示为′.
(3)同时性:欧姆定律中三个物理量间具有同时性,即在同一部分电路上,由于开关的闭合或断开以及滑动变阻器滑片位置的移动,都将引起电路的变化,从而导致电路中的电流、电压、电阻的变化,因而公式I=U/R中的三个物理量是同一时间的值.不可将前后过程中的I、U、R随意混用.
(4)公式中的三个物理量,必须使用国际单位制中的主单位,即I的单位是安培,U的单位是伏特,R的单位是欧姆.
学生做课本例题1、2,然后小组内部交流讨论,归纳解题方法和注意事项,教师检查并点评后,引导学生归纳总结电学计算题解题的一般思路:
①根据题意画出电路图:
②在电路图上标明已知量的符号、数值、未知量的符号;
③利用相应公式进行求解.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
请同学们完成课本P102-103作业1 2 3 4 5 6.
【课后作业答案】
1.正比、反比
2.D
3.50Ω 0.05A 50Ω 0 50Ω
4.15Ω 电阻不变,电流跟电压成正,I2=2I1=2×0.2A=0.4A,应选0~0.6A量程.
5.U=IR=0.11/A×1936Ω=212.96V
6.A,因为由图像可知,电压相同时,通过A的电流小,由可知A的阻值大,若将A、B分别接在10V的电源上时,由图像可知通过A的电流为0.06A,通过B的电流为0.20A.通过A、B的电流均为100mA时,加在A两端电压为18伏,加在B两端电压为5V.
1.教师备课时要亲自操作做实验,注意提供的电源电压与滑动变阻器要配套,有些电源电压达不到3V,甚至有些连2.5V都达不到.
2.在分析和认证中可设计几个疑问,如有人说,“在电阻不变时,导体两端的电压与电流成正比,对吗”?突出物理规律成立的条件,明确物理量之间的因果关系,让学生学会概括、表达这种因果关系,真正明白物理量之间成正比的实际含义.
3.在讲授欧姆定律时,教师要让学生明白欧姆定律并不是两个实验结论简单地综合而成的,同时要强调欧姆定律应用时必须符合“同一性”和“同时性”.在讲解欧姆定律的公式I=U/R和变形公式R=U/I、U=IR时,要将它们的含义区别开来,从物理意义上划清界限,这样可让学生从中加深对欧姆定律的认识和理解,在解题训练过程中,应注意培养学生良好的解题习惯.
第五节 家庭用电
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解家庭电路的组成及保险丝、三孔插座等的作用;
2.懂得火线和零线的概念,会用测电笔辨别火线和零线;
3.了解插座和家用电器的接地,了解安全用电常识.
二、过程与方法
1.通过观察家庭和教室的电路以及实物示教板,学会简单描述家庭电路的组成和了解各组成元件的作用,有初步的分析概括能力.
2.有初步的安全用电规范和防护能力.
三、情感、态度与价值观
1.树立理论联系实际的思想,自觉养成安全用电意识.
2.具有对科学的求知欲,有将科学知识应用于日常生活、社会实践的意识.
【教学重点】
1.家庭电路的组成及各部分的作用.
2.了解家庭电路中常见的触电事例,懂得安全用电.
【教学难点】
1.会画简单的家庭电路的电路图.
2.能判断家庭电路中的故障.
【教具准备】
家庭电路示教板、各种插座、卡口灯泡和灯座、测电笔、保险盒、铜丝、铁丝、电源、多媒体课件.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师随着社会的发展,电成为人类赖以生存的重要资源,特别是家庭用电,用电量不断增大,用电器的种类不断增多,为了使我们能合理、科学用电,安全用电,下面我们就一起来学习第五节家庭用电.
【预习指导】
阅读课本P111-114文字内容和插图,把基本概念、规定、安全用电知识以及测电笔结构、使用方法等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
家庭电路
教师用多媒体展示典型的家庭电路实物布线图及对应的电路图,引导学生交流讨论,指出家庭电路的各组成元件及其作用.
师生互动总结,用多媒体展示
组成家庭电路的元件及各部分的作用
学生利用课桌上老师提供的三孔插座、三脚插头及测电笔,进行观察、思考、交流讨论,解答下列问题,教师评价订正.
师 三孔插座、三脚插头和电路是怎样连接的?(1、2、3孔和1、2、3脚是怎样连接电路和用电器的,用多媒体展示,让学生回答)
生:
三孔插座 三脚插头
家用电器的三线插头和三孔插座是对应的,左右两个脚接用电部分,中间上端那个脚是跟家用电器的外壳接通的,与接地插孔相应的对接,这样把三线插头插在三孔插座里时,在把用电部分连入电路的同时,也把外壳与大地连接起来.
师 测电笔的构造怎样?试述其使用方法.
生1:试电笔的构造:笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体.
生2:试电笔的使用方法:用手指接触笔尾金属体、用笔尖金属体接触所要辨别的电线,如果试电笔的氖管发光,说明接触的是火线;不发光,说明接触的是零线.
师 试电笔发光的原理:火线与地面间有220V电压,辨别火线时,人体和试电笔连通了火线和大地,有电流产生,所以氖管发光.但是由于试电笔中电阻的阻值很大,所以电流很小,不会伤害人体.但使用时,手指千万不能碰到笔尖金属体.学生分组实验,将课桌上多用插座与墙壁上插座相连,然后,用测电笔辨别多用插座的火线孔、零线孔,教师巡视指导.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 安全用电
师 用多媒体播放文件“电流对人体的作用特征”,引导学生交流讨论:什么是触电?什么样的电流、电压才是安全的?
电流对人体的作用特征:(多媒体文件)
(说明:多媒体资料“电流对人体的作用特征”不是直接从实验得来的,而是从触电事故的统计资料分析得到的.人体的电阻除与皮肤表面的干湿情况有关外,还与接触面积的大小及身体素质有关系.)
生:触电是指一定大小的电流通过人体所引起的伤害事故,只有不超过10mA的电流、不高于36V的电压才是安全的.
师 教师用多媒体播放文件,引导学生了解家庭电路引起的触电原因、形式及触电事故现场急救的措施等.
1.家庭电路引起的触电:
(1)触电原因:家庭电路中有两根电线,一根是火线,一根是零线.家庭电路触电事故,都是人体直接或间接与火线连通造成的.
(2)触电形式:①单线触电:站在地上的人接触到火线或与火线相连的导体,则有电流由火线流经人体,传入大地,形成回路造成触电(如图甲);
②双线触电:站在绝缘体上的人同时接触火线和零线,电流将由火线流入人体,再流向零线形成回路,造成触电(如图乙).
(3)高压触电:①高压电弧触电:当人体靠近高压带电体到一定距离时,高压带电体和人体间发生放电现象,电流通过人体,造成高压电弧触电.(如图丙);
②跨步电压触电:高压输电线断落在地上,地面上与电线断头距离不同的各点间存在电压,当人走近断头时,两脚位于离断头远近不同的位置上,因而两脚之间有了电压,这时电流通过人体,造成跨步电压触电(如图丁).
(4)不触电的情况:①人只接触零线时,零线和大地间没有电压,人体内不会有电流通过,不会触电(如图戊);
②人的手接触火线,火线和大地间有220V的电压,但由于人踩在绝缘体上,火线不能通过人体与大地构成通路(如图己).
(5)安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体.
2.触电事故现场急救的措施
(1)如果发生触电事故,要立即切断电源;
(2)用干木棍、竹棒挑开电源线,迅速使触电人脱离电源;
(3)发生电火灾时,要先断开电源,再救火;
(4)进行人工呼吸抢救.
学生分组讨论交流,回答下列问题,教师点评订正.
师 为了安全用电,家庭电路安装有哪些规范要求?
生:(1)小开关要接在火线上;(2)螺口灯的螺旋金属一定要接在零线上;(3)三孔插座应有接地线.
师 你在日常用电中,有哪些值得注意的地方?
生:a.不弄湿用电器;b.保护好用电器的绝缘体,不使它的火线裸露;c.有金属外壳的家用电器,外壳要接地.d.在户外,不要靠近高压带电体,如不能在高压线附近放风筝、钓鱼等.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P115作业1 2 3.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.提示:电灯之间、电灯与插座间是并联,开关与电灯应串联.
2.因为家用电器的外壳一旦没有接地时,当家用电器漏电或因火线破损时,会使外壳带电,人接触外壳会触电,如果外壳接地后,即使外壳带电,外壳所带的电也会经接地导线流走,人接触外壳不会触电,所以家用电器的金属外壳一定要接地.
3.可能是进户线的零线断了,因为进户线零线电阻很小,而测电笔有1MΩ以上的高阻值电阻,正常情况下,测电笔接触零线时,测电笔被短路,氖管不发光,所以用测电笔分别测火线和零线时,氖管都发光,应是进户线零线断了.
【本章练习答案】
1.B 2.B 3.如图所示
4.(1)电压表的量程选择大了
(2)滑动变阻器没有“一上一下”连接
(3)电流表正负接线柱接反了
1.本节课主要是介绍生活用电常识,大多数知识学生常识性了解即可,课堂容易变得平淡、乏味.为此,本节课可采用学生自学、研学的形式,突出学生的主动性,提高学生积极参与的意识.
2.在教堂过程中,尽量直观教学.让学生接触实物、模型、挂图,发挥多媒体的功效.这样,即使对于试电笔的使用和家用电器金属外壳接地等较难理解的问题也容易掌握了,同时能够引起学生的兴趣,调节课堂气氛,使教学过程顺利进行.
*第四节 电阻的串联和并联
【教学目标】
一、知识与技能
1.理解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程.
2.理解串联电路的等效电阻,会用串联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的串联电路问题.
3.理解并联电路的等效电阻,会用并联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的并联电路问题.
二、过程和方法
1.通过实验现象体会等效电阻的含义,了解等效的研究方法.
2.通过推导串、并联电路电阻关系的过程学习用理论推导得出物理规律的方法.
3.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力和应用知识解决问题的能力.
三、情感、态度和价值观
1.通过应用欧姆定律和串、并联电路特点推导串、并联电路中电阻的关系,体验物理规律在解决实际问题中的意义;
2.通过推导过程使学生树立用已知规律发现新规律的意识.
【教学重点】实验探究电阻的串联和并联.
【教学难点】利用欧姆定律推导出串、并联电阻的关系,并能进行简单的计算.
【教具准备】多媒体课件、5Ω、10Ω的电阻、电流表、开关、学生电源、滑动变阻器各1个,导线若干.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 前面我们学习了利用欧姆定律测电阻的实验,知道了求电阻的基本方法:.知道串、并联电路电压、电流的规律.利用这些知识,我们能不能找到电阻串、并联后的总电阻与分电阻大小之间的关系呢?要想知道答案,下面我们就来学习第四节电阻的串联和并联.
【预习指导】
阅读课本P107-110文字内容和插图,把基本概念、基本方法和实验结论等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正;
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 电阻的串联
师 提出问题:两个(或几个)电阻串联之后的总电阻比参与串联的各个电阻(分电阻)大些还是小些?
生:
猜想与假设:几个电阻串联后相当于增加了导体的长度,总电阻应当比各个分电阻都大.
教师点评后引导学生设计实验,画出实验电路图,并写出实验步骤,教师引导学生交流,并点评订正.
学生分组实验,两人一组,教师巡视指导,导引学生观察实验现象,分析得出结论.
【师生互动归纳总结】串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大.
教师引导学生进行理论推导总电阻与分电阻的定量关系(用多媒体展示).
因为R1、R2是串联的,所以有
电压规律:U=U1+U2;电流规律:I=I1=I2
欧姆定律:
欧姆定律适用于单个的用电器和由几个用电器组成的一段电路,所以对于R1,则有;对于R2,则有;对于串联电路,则有.
将I1、I2、I变形后得U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR,代入电压规律得:IR=I1R1+I2R2.
由于I=I1=I2,所以R=R1+R2.
【师生互动归纳总结】两个串联电阻的总电阻等于各分电阻之和即R=R1+R2.
提醒学生注意:当有3个电阻R1、R2、R3串联时,可以将串联的R1、R2看成一个电阻为R′(R′=R1+R2),而后将R′和R3串联的总电阻为R=R′+R3=R1+R2+R3,同理可证,当有n个电阻R1、R2、R3、……、Rn串联时,总电阻R=R1+R2+R3+…+Rn.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点3 电阻的并联
学生小组内部讨论交流,解答下列问题,教师点评订正.
师 你希望探究的问题是什么?
生:两个(或几个)电阻并联后的总电阻比参与并联的各个电阻(分电阻)大些还是小些?
师 你的猜想与假设是什么?
生:两段导体并联在一起,相当于导体的横截面积变大了,其总电阻可能会变小.
师 请画出你设计的实验探究电路图.
生:
教师点评后,指导学生分组实验,两人一组,教师巡视指导,引导学生分析实验现象得出结论.
【师生互动归纳总结】电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小.
教师引导学生利用欧姆定律推导出总电阻与分电阻的定量关系(用多媒体展示).
并联电路的电流规律:I=I1+I2;电压规律:U1=U2=U
对于R1,则有;对于R2,则有;对于并联电路,则有.
则,由于电压相等,故.
【师生互动归纳总结】两个并联电阻的总电阻的倒数,等于两个分电阻的倒数之和即
或(积除和).
提醒学生注意:当并联电阻达到3个或3个以上时,仍可得出此类似的结论:.为减轻学生负担,应指出该公式的计算应用在初中阶段很少涉及,只有当并联的电阻相同的特殊情况下,可能用到,如4个阻值为R0的电阻并联,并联后的总电阻为.电路元件被短路了,总电阻变小,电流会很大,引起火灾.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成对应练习册中的题目.
1.教师在教学设计中应注意发挥学生学习的主体作用,不可将推导过程全盘包揽,在引导后要交给学生完成.教师可以引导学生画电路图并将各个量在图中标清楚,然后给学生一些时间,让学生根据电路特点和欧姆定律,自己尝试找出等效电阻和串、并联电阻的关系.
2.为了便于学生对“等效代替”的理解,教师可引导学生回顾“合力与分力”的关系,合力概念的引入正是基于合力作用的效果与分力作用的效果相同,类似地引入总电阻的概念,可画出等效的电路图,说明用等效的电阻接入电路,电路两端的电压和流过的电流相同,故可用等效电阻来代替原来的串联电阻.
第十五章 探究电路
本章内容概述
我们的生活和生产建设都离不开电,这已是学生非常熟悉的了,前面又已经学过了电路、电流和电压,学生有了一定的电学基础.本章教学内容从电阻出发,探究决定电阻的大小因素,学习滑动变阻器和电阻箱,探究欧姆定律,了解家庭用电.教材由浅入深,理论联系实际,符合学生认识规律,让学生懂得物理有用.其中,欧姆定律是电学中的基本定律,它是学生进一步学习电学知识和分析电路的基础,是电学的重点内容.欧姆定律是实验定律,按照课标的要求,教材将此内容的学习设计为学生的探究活动,目的是让学生进一步体验科学探究,学习科学探究的方法.
本章共分5节:
1.第1节“电阻和变阻器”,本节教学可分为三部分,①初步认识电阻的概念;②探究电阻的大小与哪些因素有关;③变阻器.
2.第2节“科学探究:欧姆定律”,本节通过实验探究活动,先通过实验得出电流与电压、电阻的定性关系,在此基础上推导出欧姆定律公式I=UR,要求学生能应用欧姆定律解释一些简单现象,并能进行简单的计算.
3.第3节“‘伏安法’测电阻”,本节是欧姆定律内容的延续,学生在应用欧姆定律解决问题的同时,又可以加深对欧姆定律的理解.本节主要考查了利用“伏安法”测电阻的方法,要求学生能正确使用滑动变阻器、电压表、电流表来测出小灯泡(或未知电阻)的电阻值.
4.第4节“电阻的串联和并联”,本节主要是关于欧姆定律和串、并联电路的综合,要求学生在掌握串、并联电路电压、电流特点的基础上,灵活利用欧姆定律来解决实际问题,通过实验探究,推导出串联电路的总电阻R总=R1+R2,并联电路的总电阻1R总=1R1+1R2.
5.第5节“家庭用电”,本节主要教学内容有家庭电路的组成,三孔插座及三脚插头、测电笔的结构及原理,以及注意用电安全等知识.
本章教学目标
【教学目标】
1.在知识与技能方面:①初步学习电阻的概念、单位及其单位换算关系,理解电阻是导体本身的一种性质,利用实验探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积的关系;掌握变阻器的构造、工作原理和使用方法.②通过实验探究,认识影响电流大小的因素有电压和电阻,知道导体中的电流与电压、电阻的关系;掌握并运用欧姆定律公式I=UR进行简单计算.③知道“伏安法”测电阻的原理,会同时使用电压表和电流表测量导体的电阻.④知道串联或并联电路的总电阻和各部分电阻之间的关系.⑤知道家庭电路的组成,三孔插座、三脚插头、测电笔的结构及原理,知道用电安全等知识.
2.在过程与方法方面:①通过探究过程进一步体会猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估与交流等探究环节.②通过制定研究方案进一步体会“控制变量”这一重要的研究方法.③通过分析与论证过程提高学生根据实验数据归纳物理规律的能力.④通过利用欧姆定律推导串、并联电阻的关系,提高学生的逻辑思维能力和推理能力.
3.在情感、态度和价值观方面:①在数据收集过程中形成实事求是的科学态度;②通过探究,揭示隐藏的物理规律,激发学生探索的乐趣.③在与小组成员合作完成实验的过程中,加强与他人的协同、合作能力.
本章课时安排
【课时建议】本章共有5节,建议7课时.
第一节 电阻和变阻器…………………………………………………2课时
第1课时 电阻
第2课时 变阻器
第二节 科学探究:欧姆定律…………………………………………1.5课时
第三节 “伏安法”测电阻……………………………………………1.5课时
*第四节 电阻的串联和并联…………………………………………1课时
第五节 家庭用电………………………………………………………1课时
第一节 电阻和变阻器
第1课时 电阻
【教学目标】
一、知识与技能
1.初步学习电阻的概念、电阻的单位及其换算关系;
2.理解电阻是导体本身的一种性质,理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关.
二、过程与方法
1.探究决定电阻大小的因素,培养学生观察、分析、比较、概括的能力.
2.学习研究问题的一种方法——控制变量法.
三、情感、态度与价值观
1.激发学生对电阻大小与哪些因素有关产生兴趣,让学生积极动手进行实验.
2.利用信息窗的信息收集,激发学生通过多种渠道获取信息的兴趣和意识.
【教学重点】
电阻的概念.
【教学难点】
决定电阻大小的因素.
【教具准备】
接线板、电流表、干电池组、开关、导线若干、小灯泡、长短粗细相同的镍铬合金丝及铜丝各一段、酒精灯、日光灯钨丝、多媒体课件等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师用电池、灯泡、开关、导线组成一个简单电路,闭合开关,观察灯泡亮度;换一个规格不同的灯泡接入电路,再次观察灯泡的亮度,发现灯泡变暗了.(以实验导入课题)
师 为什么电压一样,这个灯泡却变暗了呢?看来同样是灯丝,有的灯丝容易导电,有的却不容易导电,今天我们就研究导体的这种差异,学习第十五章探究电路的第一节“电阻和变阻器”.
【预习指导】
阅读课本P91-93文字内容和插图,把基本概念、规律、规定及影响电阻大小的因素,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 电阻
学生小组内部讨论交流,回答下列问题,教师点评订正.
师 什么是电阻?其物理量符号、单位及单位之间的换算关系如何?
生:导体对电流的阻碍作用叫电阻,电阻用字母R表示,其国际单位是欧姆,简称欧,符号是“Ω”,常用的有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ),1KΩ=103Ω,1MΩ=106Ω.
师 教师用多媒体展示收音机、电视机等用电器电路中的各种电阻器,启发学生思考电阻器在电路中的作用是什么?并画出电阻器(电阻)在电路图中的符号.
生:电阻器用来调节电路中的电流和电压,在电路图中的符号是.
师 信息窗中家庭常见用电器正常工作时的电阻有什么特点?
生:用电器的功率越大电阻越小.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 探究电阻的大小与哪些因素有关
提出问题:决定导体电阻大小的因素有哪些呢?
师 信息窗中不同家用电器正常工作时的电阻不相同,你能猜测出影响电阻大小的因素吗?
生:进行猜想:电阻的大小可能与导体的长度、横截面积、材料、温度有关.
设计实验:应该采用控制变量的方法进行研究,当电源电压一定,用电流的大小(即电流表的示数)来比较导体电阻的大小.
实验1:长度、横截面积一定,探究电阻R与材料ρ的关系;
实验2:材料、横截面积一定时,探究电阻R与长度l的关系;
实验3:材料、长度一定时,探究电阻R与横截面积S的关系;
实验4:材料、长度、横截面积一定时,探究电阻R与温度t的关系.
教师对学生回答的猜想、实验方案点评后指导学生分组进行实验探究,可将学生分成四个探究小组,每个小组完成1个实验探究,组长做好分工,注意实验操作规范,观察实验现象及记录实验数据,教师巡视指导.
学生交流讨论,归纳实验结论,并对实验进行评估.
教师引导学生交流展示,分组从实验1至实验4,报告实验方法和实验结论.
生1:给电路接入两根镍铬合金丝,使它们的粗细相同、长度不同,实验观察到通过短导线的电流大,通过长导线的电流小.
结论:导体的电阻跟它的长度有关,导体越长,电阻越大.
生2:将长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝接入电路中,实验观察到通过粗导线的电流大,通过细导线的电流小.
结论:导体的电阻跟它的横截面积有关系,导体横截面积越小,电阻越大.
生3:将长短和粗细都相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入同一电路中,实验观察到通过铜导线的电流大,通过镍铬合金丝的电流小.
结论:铜丝和镍铬合金丝是用不同材料制成的,虽然它们的长短、粗细相同,但是对电流的阻碍作用不同,这说明电阻的大小跟导体的材料有关.
生4:给电路接入一个日光灯钨丝,如图所示,闭合开关,观察电流表的偏转,再用酒精灯加热钨丝,观察比较电流表的偏转.实验观察到加热后电流表的示数变小.
结论:导体的电阻跟它的温度有关,大多数导体的电阻随温度的升高而增大.
【师生互动归纳总结】在其他条件相同时,导体越长,电阻越大;横截面积越大,电阻越小;电阻与材料有关、与温度有关.电阻是导体本身的一种性质,与其本身的因素有关,不随其两端电压、通过电流的变化而变化.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P95-96作业第3题.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
3.导体的材料 G A、D
1.这节课主要讲电阻的概念、单位及决定电阻大小的因素,另外这节的实验也有很多物理方法(如控制变量法、比较法)渗透其中,教学中,学生分组进行实验探究,进一步加强了学生的小组合作意识,锻炼了学生的动手能力,教师引导学生展示其实验方法和实验结论,让学生有将自己的见解公开与他人交流的愿望,认识交流与合作的重要性,有主动与他人合作的精神,敢于提出与别人不同的意见,也勇于放弃或修正自己的错误观点.
2.关于电阻是导体的一种属性的论断学生不好理解,有的还怀疑,这个问题现在提出来,待到得出欧姆定律后,再解释就会透彻了.
第2课时 变阻器
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解变阻器的构造、在电路中的符号,理解变阻器的工作原理;
2.通过探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度,知道正确使用变阻器的方法;
3.知道电阻箱的使用方法和优点.
二、过程与方法
1.通过理解滑动变阻器的设计、制作过程,了解科学发明创造、科技革新的过程.
2.通过探究滑动变阻器的使用方法,培养学生的概括、归纳能力.
三、情感、态度与价值观
激发学生运用所学知识解释变阻器改变电阻的原理,培养学生的创新能力.
【教学重点】滑动变阻器的原理及使用.
【教学难点】根据要求正确使用与连接滑动变阻器.
【教具准备】不同规格的滑动变阻器、电池组、小灯泡、铅笔(或铅笔芯)、金属夹、导线若干、实物投影仪、多媒体课件等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
从列举生活中需要改变音量或改变电灯泡亮度的实例(如:演示旋转收音机音量旋钮可以改变音量、旋转调光台灯的控光旋钮可以改变灯的亮度)入手,激发学生强烈的求知欲,引入“变阻器”,提高学生的学习兴趣.(实物演示或用多媒体展示相关图片)
【预习指导】
阅读课本P94-95文字内容和插图,把基本概念、规律、规定、原理等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 变阻器
学生观察课桌上实验室常用的变阻器(滑动变阻器和电阻箱),讨论交流,回答下列问题,教师评价订正.
师 在科学实验和各种电器设备中,常用什么方法来改变电路中的电流?
生:常用改变电阻的方法来改变电路中的电流.
师 实验室常用变阻器的原理是什么?有哪两种?
生:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的大小;实验室常用的变阻器有滑动变阻器和电阻箱两种.
师 简述滑动变阻器的结构,画出其结构示意图及在电路图中的符号(可让学生举手上台演板画图)
生:结构主要有A、B、C、D四个接线柱、金属杆、金属滑片P、电阻丝绕成的线圈、瓷筒及支架;其中,电阻丝绕成线圈是为了增大电阻丝的长度.结构示意图为,在电路图中的符号是.
师 电阻箱是一种能够显示电阻值的变阻器,在电路图中用符号表示,一般有两种电阻箱:旋钮式和插孔式.
(1)旋钮式(多媒体展示):
①使用方法:将电阻箱的两个接线柱连入电路中,调节四个旋钮就能得到0~9999Ω之间的任意整数电阻值.
②读数方法:将各旋钮对应的小三角指的数字乘以面板上标记的倍数,然后加在一起就是电阻箱连入电路中的阻值.如图所示是一电阻箱的实物图,该图的示数为3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω.
(2)插孔式:(多媒体展示)
①使用方法:插孔式电阻箱的盖上有一排铜块,铜块间有插孔,孔里插有铜塞,插孔下相邻的两个铜块间有电阻线相连.当铜塞插在孔里,就把相邻的两个铜块连在一起,电流就从铜块上通过.当铜塞拔出时,电流通过插孔下面的电阻线,拔出的铜塞越多,连入电路的电阻越大.
②读数方法:每个插孔下的电阻线的电阻值都标在插孔旁边.只要把未插入铜塞的插孔旁的数值加在一起,就是接入电路的电阻值.如图所示,将20Ω和50Ω上方的铜塞拔出,其连入电路中的电阻值就是20Ω+50Ω=70Ω.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 变阻器的使用
师 用多媒体播放下列问题,学生小组内部讨论交流,并对问题(6)和(7)设计实验验证.
(1)滑动变阻器有4个接线柱,接入电路时,如果只需接两个,共有几种接法?
(2)滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻是不变的?
(3)滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻很小,几乎为零?
(4)移动滑动变阻器的滑片,哪两个接线柱之间的电阻会随之改变?向哪个方向移动时电阻变大?
(5)要使灯泡和变阻器中的电流大小相同,滑动变阻器应该与灯泡串联还是并联?
(6)要能改变电路中电流的大小,应使用滑动变阻器的哪两个接线柱?
(7)要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑动变阻器滑片放到什么位置上?
教师引导学生交流展示,评价订正.
生:(1)共有6种接法:A与B、C与D、A与C、A与D、B与C、B与D.
生:(2)A与B
生:(3)C与D
生:(4)A与C、A与D、B与C、B与D,其中A与C、A与D接入电路时,滑片P向右移动时电阻变大;B与C、B与D接入电路时,滑片P向左移动时电阻变大,D接入电路时,滑片P向左移动时电阻变大.
生:(5)串联.
生:(6)应使用“一上、一下”两个接线柱.
生:(7)要使灯由暗变亮,接通电路前就应将滑动变阻器滑片放在电阻最大的位置上,即将滑片置于远离“下”接线柱的那一段.
【师生互动归纳总结】滑动变阻器的正确接法:上、下各接入一个接线柱,串联在电路中.
师 请同学们思考一下,滑动变阻器滑片上还有一个铭牌,上面写有“50Ω,1.5A”是什么意思呢?
生:滑动变阻器的最大阻值就是50Ω,允许通过的最大电流是1.5A.
【师生互动归纳总结】使用滑动变阻器的注意事项:
(1)电路中的电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流;
(2)使用前应将滑片调到阻值最大端.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
请同学们完成课本P95-96作业1、2、4.
【课后作业答案】
1.变大 变大
2.向右,向左因为向右移动,接入电路中电阻丝的长度变大,连入电路中电阻变大,通过灯泡的电流变小,反之,向左移动,接入电路中电阻丝的长度变短,连入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮.
4.提示:滑动变阻器串联在干路中,且“一上一下”连接.
1.本节课采用学生交流讨论与多媒体教学相结合的教学方法,改变了以往以老师教、学生听为主的传统教学方法,从根本上调动了学生学习的积极性,提高了学生学习的兴趣,大部分学生都能够积极参与思考,参与探究实验,从课后学生的反馈来看,学生基本上能够懂得滑动变阻器的工作原理以及正确使用滑动变阻器的方法.
2.本节课的教学充分体现了学生的主体地位,让学生带着问题去摸索,去交流体会.有利于调动学生的积极性和参与度,提高课堂效率.
3.本节课做到了精讲多讲,少讲多练,重在利用对应练习册中思维拓展和课堂训练对学生进行使用滑动变阻器的技能训练,突出教学重点.
第十六章 电流做功与电功率
电流、电功与电功率是中学物理教学中的重点和难点内容,具有综合性强、定量规律多、探究内容多等特点.本章内容包括电功和电能、电功的测量、电功率、测量小灯泡的功率、电流的热效应等内容,是在学生掌握了电流、电压、电阻、欧姆定律等内容和学会使用电流表、电压表、滑动变阻器的基础上学习的.
本章共分4节:
1.第1节“电流做功”,本节先从生活中电灯、电视、电扇等消耗电能的事例来引入电能、电功的概念,并讲述了电能生产和应用中的能量转化情况;然后引导学生通过实验探究电流做功与哪些因素有关,帮助学生掌握电功的计算公式W=UIt的运用;最后介绍电能表的使用及其相关计算.
2.第2节“电流做功的快慢”,本节先从“瓦”的含义引入电功率的概念,介绍电功率的定义式P=Wt和通过电流、电压来计算的公式P=UI,通过用电器设备的铭牌,让学生知道额定电压、额定功率,并介绍实际功率,通过计算让学生体会额定功率与实际功率的区别和联系.
3.第3节“测量电功率”,本节内容是一个纯粹而完整的实验探究.在进行实验前要求学生掌握用伏安法测定小灯泡电功率的原理P=UI,要求学生会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的电功率.
4.第4节“科学探究:电流的热效应”,本节从能量转化的角度提出用电器为什么会发热,从而引入电流的热效应的概念,并且展开了实验探究,本节内容可以分为两部分,第一部分实验探究电流产生的热量与哪些因素有关,第二部分介绍焦耳定律.
【教学目标】
1.在知识与技能方面:①知道电功的公式(W=UIt)及单位,能正确使用电能表测电功.②知道电功率的物理意义、公式(P=Wt=UI=U2R=I2R),并能进行简单计算;能理解和区分用电器的额定功率和实际功率.③知道用伏安法测定小灯泡电功率的原理,知道如何测定小灯泡的额定功率和实际功率.④知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系,理解焦耳定律,并能利用焦耳定律公式Q=I2Rt进行相关计算.
2.在过程与方法方面:①通过实验探究测量小灯泡的电功率、电流产生的热量与哪些因素有关,培养学生的科学探究能力.②通过实验让学生体会额定功率与实际功率的特点,培养学生的观察能力,体会比较和类比的科学方法.③通过实验,培养学生设计实验能力、实验操作能力、分析处理数据能力.
3.在情感、态度和价值观方面:通过讨论和交流,培养合作学习的意识和态度;通过评估交流,培养学生的创新精神;通过实验过程,培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度.
第一节 电流做功
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
2.知道电流做功的公式和单位,能利用电流作功的公式进行计算
3.知道电能表是测量电功的仪表,了解电能表盘面的数字含义,能利用电能表测算电费.
二、过程与方法
1.通过学习电流做功的公式进行相关计算,培养学生应用数学方法解决物理问题的能力;
2.通过应用电能表,培养学生用理论知识解决简单实际问题的能力.
三、情感、态度与价值观
1.通过了解电能在人类社会中的作用,充分认识电能的重要性,养成节约用电的好习惯;培养学生爱护自然、节约能源的良好意识;
2.通过学习用电能表测算电费,培养学生有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.
【教学重点】利用电流做功的公式W=UIt进行计算.
【教学难点】电能的单位、电功的概念,能利用电能表做简单的计算.
【教具准备】
电能表、电池、开关、若干导线、电动玩具车、多媒体课件等.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师前面我们学习了欧姆定律、家庭用电,你知道你家里的用电器工作的过程中电能都转化成了什么形式能吗?能不能测算出你家每月实际的电费呢?要解决这些问题,下面我们就一起来学习第十六章电流做功与电功率第一节“电流做功”.
【预习指导】
阅读课本P118-119文字内容和插图,把基本概念、公式、单位以及电能表读数方法等,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正;
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 电能
教师结合生活实际,引导学生谈谈电在生活中充当一个什么角色,在电能的应用过程中有怎样的能量变化.
生1:电可以让灯泡发光,电能通过灯泡转化成了光能.
生2:电能还能转变成热能,如电饭锅、电炉、电热水器……
(教师演示实验:给电动玩具车装上电池,合上开关,电动玩具车会运动起来.)
生3:这是电能转化成机械能.
例题1(多媒体展示)现代生活离不开电,因为电能可以极为方便地转化为其他形式的能.观察商场里的用电器,按下列要求各填一种用电器的名称.
(1)电能转化为声能、光能的用电器: ;
(2)电能转化为热能的用电器: ;
(3)电能转化为机械能的用电器: ;
(4)电能转化为声能的用电器: .
解析:电能转化为声能、光能的过程,对应的家用电器的特征是发声、发光,电视机符合这种特点;电能转化为热能的过程,对应的家用电器的特征是发热,电热毯符合这种特点;电能转化为机械能的过程,对应的家用电器的特征是转动或运动,洗衣机符合这种特点;电能转化为声能的过程,对应的家用电器的特征是发声,收音机符合这种特点.
答案:(1)电视机(2)电热毯(3)洗衣机(4)收音机
【师生互动归纳总结】用电器工作的过程就是利用电流做功,将电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,就要消耗多少电能,就有多少电能转化为其他形式能.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 电功
师 请同学们根据前面所学知识,结合自身生活经验,猜想一下,电流做功的多少与什么因素有关?
生:与电压的高低、电流的大小、通过时间的长短有关.
师 科学家通过大量的研究发现:电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比.
教师用多媒体播放课件“电功的计算公式”,并讲解.
电功的计算公式:(多媒体课件)
①定义式:W=UIt.U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过该电路的电流,单位是A;t表示通电时间,单位是s;W表示电流在该段电路上所做的功,单位是J.
生活中用“千瓦·时(kW·h)”作为电功的单位,千瓦·时又称为“度”,1度=1kW·h=3.6×106J
②应用公式过程中的“同一性”:
师生互动,讲解例题,归纳审题方法.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点3 测算电费
师 电功可以用电能表来测量,教师出示电能表的实物,并利用多媒体展示讲解.
电能表(多媒体课件)
1.数字盘上一共有五位数字,但最后一位是在红色框里的,它和前面四位数字不一样,红框表示小数点,红框里面的数是小数点后面的数.
2.读数方法:一段时间内电能表的计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内用去的电能.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P119-120作业1234
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.3.6×106 1h
2.120
3.B
4.(1)0.45A (2)3.6×105J
1.由于这是一章的开始,许多知识没办法说明理由,只能先硬性地记住就可以了,如电能的单位为什么是“度”,它又为什么叫千瓦时等有待于我们以后通过学习解决,在此不必为了这样的问题而做过多解释.
2.对电能的概念,学生有一定的实际基础,引起学生兴趣的地方也就在这里,所以关于能的转化问题是激发学生兴趣、调动他们积极性的关键.
3.对于电流做功多少与什么因素有关?是什么关系?教材没有安排学生实验探究,直接由科学家的发现导出,学生接受较困难,教学中先安排学生根据己学知识、结合生活中用电经验,进行猜想,师生互动,有助于学生对知识的理解和记忆,并使学生养成尊重事实,不迷信权威的初步意识.
第三节 测量电功率
【教学目标】
一、知识与技能
1.通过学生自己设计实验,进一步加深对电功率概念的理解.
2.通过学生动手操作,巩固电流表和电压表的操作技能.
3.通过实验、比较,进一步理解额定功率和实际功率的区别.
4.能利用家用电能表测算家用电器的电功率.
二、过程与方法
1.通过本节课培养学生依据实验原理设计实验方法的能力.
2.通过实验,培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力.
三、情感、态度与价值观
1.通过学习过程中的讨论和交流,培养学生合作学习的意识和态度.
2.通过实验中的观察和比较,培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯.
【教学重点】
1.会利用伏安法测定小灯泡的电功率;
2.对实际功率和额定功率的理解.
【教学难点】
电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用.
【教具准备】
电源(电池组)、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(带灯座)、开关、导线若干、多媒体课件等.
【教学课时】
1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师前面几节课我们讨论了电功率的有关问题,那么请同学们思考后回答:
(1)电功率的计算公式是什么?
(2)什么是额定电压?什么是额定功率?
(3)用电器工作时的电功率一定等于额定功率吗?为什么?
学生思考、讨论、回答.
教师总结:从以上讨论可知,只有当用电器两端实际电压等于额定电压时,用电器的实际功率才等于额定功率,此时用电器的工作才是正常的.
师生产和生活实践中,有时需要知道用电器的电功率,根据你所学的知识,你能测出用电器的电功率吗?如果不能的话那下面我们就一起来学习第三节“测量电功率”.
【预习指导】
阅读课本P125-127文字内容和插图,把基本概念、基本原理和方法等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1怎样测量电功率
(一)利用课件导学
1.实验目的:测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率.
师一般情况下,实验室里并没有直接测定小灯泡功率的仪器,同学们能不能从刚才回答的问题中找到测定小灯泡电功率的方法呢?
生:上一节课我们学习了“伏安法”,我们可以利用“伏安法”来测电功率.
2.实验原理:P=UI
师根据这一原理,只要测出小灯泡两端的电压和与之对应的电流就能知道小灯泡的电功率.那么,这个实验需要哪些器材?
教师用多媒体播放下列填空题,引导学生思考后独立填写,并积极举手发言.
填空题:
(1)既然要测定小灯泡的功率,当然要有 .
(2)要测量小灯泡两端的电压可用 .
(3)要测小灯泡的电流可用 .
(4)要让小灯泡能工作必须有 .
(5)电源电压不一定等于小灯泡的额定电压,为了能改变小灯泡两端的电压,还需要 .
(6)控制电路的通断还要有 .
(7)连接电路需要 .
答案:(1)小灯泡(2)电压表(3)电流表
(4)电流(5)滑动变阻器(6)开关(7)导线
3.实验器材:待测小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干.
4.实验电路:(教师引导学生画出,并展示)
5.注意事项:(教师用多媒体展示)
①选用的电源其电压应高于灯泡的额定电压;而滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流,最大阻值也应与小灯泡的电阻差不多,这样就能使滑动变阻器的调压效果明显.
②电压表的量程应大于小灯泡的额定电压,电流表的量程也要大于小灯泡正常工作时的电流.
③在实验前,开关要断开,防止由于电路连接错误而发生短路,损坏电流表.
④连接实物电路的过程中,要将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大,以防止电路中电流过大.
⑤滑动变阻器滑片移动要有一定的规律(使灯泡两端的电压逐渐减小或逐渐增大),记录的电压值和电流值要一一对应.
⑥调节小灯泡两端电压高于额定电压时要注意,实际电压不能超过额定电压的1.2倍,同时实验时间不能过长,否则容易烧坏小灯泡.
6.测量要求:(用多媒体展示)分别测量以下三种情况下的实际功率.
(1)使小灯泡在额定电压下发光;
(2)使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍,并观察小灯泡亮度;
(3)使小灯泡两端电压低于额定电压,并观察小灯泡亮度.
(二)学生设计实验,教师巡查指导
(三)学生分组实验,教师巡查指导
(四)分析实验,总结交流
1.由公式P=IU计算小灯泡的功率.(将计算结果填入表中)
2.学生讨论交流测量电功率中的常见故障,并积极举手发言.
师通过此次实验,请大家谈谈,在设计实验及实验过程中有什么新的感想,发现了什么问题?
生1:我们组认为实验中最容易出错的就是滑动变阻器,阻值最大的位置一错,滑动变阻器阻值就从你想的最大成为实际的最小.合上开关就容易使电表偏转过激.
生2:电流表、电压表的接线也很重要,如果接反了,表针“反打”也会损坏电表的.
生3:实际接线前可以先将实物按电路图中的位置摆放好,然后再连接,这样接起来不容易连接错,检查也容易.
生4:实验过程中,滑动变阻器开始在阻值最大的位置,调节的时候阻值从大到小,小灯泡两端的电压会从小变到大.测量时为什么不先测低于额定电压时的功率,依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率,以免变阻器阻值一会儿变大,一会儿变小,还容易错.
(五)师生互动归纳总结(多媒体展示)
(1)不同电压下,小灯泡的功率不同.实际电压越大,小灯泡功率越大.
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮.
(3)小灯泡实际功率与额定功率的关系:
(4)“伏安法”测电功率的故障分析

【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 用电能表测算用电器的实际功率
学生小组内部讨论交流用电能表测算家用电器的电功率的方法,教师指导点拨,并引导学生展示,归纳总结(用多媒体展示).
用电能表测用电器的实际功率的方法
①只让被测的用电器工作,关掉其他用电器
②记下电能表每kW·h的转数N(或闪烁次数)
③用停表测出一段时间t内转盘转过的圈数n(或指示灯闪烁次数)
④计算:W=n·kW·h,.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P127-128.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.20大于
2.①电流表的量程选择大了.②滑动变阻器连接错误,没有“一上一下”连接.③电压表的“+”、“-”接线柱接反了.
3.(1)断开
(2)如图所示
(3)2.5 0.32 0.8
1.这是电学里又一个重要的实验,所用仪器最多,而且要注意器材的规格是否符合实验的需要,操作复杂,对学生能力的要求更高,我们应引起高度重视.
很多学生的实验失误出现在电表的使用上,包括电表的连接、量程的选取、数值的读出等,所以练习对电表的使用,仍是实验的关键.对电路故障的排除,尽量让学生自己去解决,教师只提供可能的位置和方法,让学生会根据现象排除故障,进一步加深对电路方面通路、短路和开路的体会.
2.物理实验的器材、方案的设计不需要死记,一切从实验目的、原理出发,本节教学设计就是从这个思路引导学生如何设计实验的.
3.灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下的功率,而不是三次测量的功率求取平均值,这样的结果没有什么物理意义的.这里测量三次的目的,是探究灯泡在不同电压下的实际功率情况.
第四节 科学探究:电流的热效应
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道电流的热效应.
2.知道电流产生的热量跟通电时间、电流大小、电阻大小的定性关系.
3.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用.
二、过程与方法
1.通过实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力.
2.通过焦耳定律的教学培养学生解决一些简单问题的能力.
3.通过教学培养学生的科学研究方法(控制变量法、转换法等).
三、情感、态度与价值观
1.通过经历科学探究过程,使学生认识实验对人们获取科学理论的重要作用.
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.通过对焦耳生平的介绍,培养学生热爱科学,勇于克服困难的决心和信心.
【教学重点】
1.实验探究电流产生的热量与哪些因素有关.
2.应用焦耳定律解决一些简单问题.
【教学难点】
1.组织指导学生在探究过程中认真观察、分析,并得出正确的结论.
2.对焦耳定律内容、公式的理解.
【教具准备】
学生电源、导线、开关、滑动变阻器、电阻丝、烧瓶、温度计、水、煤油、多媒体课件等.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师出示一些用电器的图片,让学生观察,并提出问题:
(1)比较它们有何不同?
(2)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?
(3)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分有什么感觉?为什么?
学生讨论、回答:灯泡发热,电风扇的电动机发热.
【新课引入】
师电流产生的热量跟哪些因素有关呢?为什么正常情况下电线不会起火?而发生短路或接入电路用电器总功率过大时会引起火灾呢?要弄清这些问题,下面我们就一起来学习第四节科学探究:电流的热效应.
【预习指导】
阅读课本P129-133文字内容和插图,把基本概念、规律、规定、公式等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1电流的热效应
学生小组内部交流讨论,回答下列问题,教师指导订正.
师生产、生活中电热有哪些应用?哪些地方需防止电热?
生:工厂利用电热炼钢,家庭用电热烧水、做饭、取暖,如电水壶、电饭煲,电取暖器都是利用电热的设备.电线、电视机、电脑等要防止电热危害.
师什么是电流的热效应?例举利用电流热效应的用电器.
生:电灯、电饭煲、电取暖器等.
师电流产生的热量的多少与哪些因素有关呢?教师引导学生猜想发言:
生1:可能跟通电时间有关,因为通电时间越长,电水壶中产生的热越多.
生2:可能与电阻有关,因为电炉丝发热,而跟电炉丝相连的铜导线却不太热;
生3:可能跟电流有关,因为常听说,电流大容易引发火灾.
教师点评后,引导学生设计实验,采用控制变量法和转换法.
(一)研究电流产生的热量与通电时间是否有关.
1.电路图:
2.实验图:
3.方法:断开开关,按电路图连接好电路(如图),将滑片P置于最右端,闭合开关,移动滑动到适当位置,保持电流的大小不变,每间隔2min记录一次温度计的示数,并填入表中,分析实验数据,得出结论.
(二)研究电流产生的热量与电流大小是否有关.
1.电路图:同(一)
2.实物图:同(一)
3.方法:仍按图
16-14连接好电路,在实验(一)的基础上调节滑动变阻器,增大通过电阻丝的电流,通电时间与实验(一)相同,记录温度计的示数,填入表中,并分析数据得出结论.
(三)研究电流产生的热量与电阻大小的关系.
1.电路图:
2.实验图:
3.方法:选取2根阻值不同的电阻丝R1>R2,在两个相同的玻璃瓶中装入质量和初温相同的煤油,接电路图连接好电路(如图),将滑片置于最右端,闭合开关,调节滑片至适当位置,通电一段时间后,记录两个玻璃瓶内温度计的示数,并分析实验数据得出结论.
教师引导学生展示并总结实验方案,多媒体展示.
学生进行分组实验,教师巡视指导.
【师生互动归纳总结】
1.对同一电阻丝,在电流大小不变的情况下,通电时间越长,煤油的温度越高表明电流产生的热量越多.
2.对同一电阻丝,在通电时间相同的情况下,通电电流越大,煤油的温度越高,表明电流越大,电流产生的热量越多.
3.在通电电流大小不变,通电时间相同的情况下,电阻越大,煤油的温度越高,表明电阻越大电流产生的热量越多.
教师引导学生交流讨论,对实验进行评估.
师实验中,玻璃瓶内为什么装煤油,而不用水?
生:因为煤油的比热容小,吸收相同的热量,温度变化明显,从而使实验现象明显,另外煤油不导电,还能防止漏电.
师实验中,怎样表示电流产生的热量的多少?这用到了什么科学方法?请再举一例.
生:用温度计示数变化的多少表示电流产生热量的多少,用到的科学方法是转换法,如探究动能的大小跟哪些因素有关时,用木块被钢球撞出的距离表示钢球动能的大小.
师实验(三)中,为什么要将两电阻丝串联?
生:由于影响电热大小的因素有多个,所以必须采用控制变量法,才能探究某一因素对电热的具体影响.例如,探究电阻大小对电热的影响时,必须控制电流和通电时间相同,当两电阻丝串联时,可以绝对保证电流大小和通电时间相同.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 焦耳定律
学生小组内部讨论交流,回答下列问题,教师指导订正.
师什么是焦耳定律?其公式及各物理量单位如何?
生:英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定了电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比的结论,这与我们刚才得出的电热与电流、电阻的关系是一致的,于是人们为了记住他,把这个规律叫做焦耳定律.
公式:Q=I2Rt.
单位:电流I——安培(A),电阻R——欧姆(Ω),时间t——秒(s),热量Q——焦耳(J).
师电器设备消耗的电能W与电流产生的热量之间有怎样的关系?
生:
(1)纯电阻电路中(如电烙铁、电热毯等电热器),消耗的电能W等于产生的电热Q;可以用Q=W=UIt=Pt=I2Rt=计算电热.
(2)非纯电阻电路中(如电动机),消耗的电能W大于产生的电热Q.只能用Q=I2Rt计算电热.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P133作业
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.本节课的设计要体现从生活走向物理,从物理走向社会的基本理念,注重科学的探究,激发学生的学习兴趣,培养良好的思维习惯.
2.本节课的教学重点是实验探究电流产生的热量与哪些因素有关.对实验的设计要放开让学生自己做,实践发现学生的思路有局限于课本上某个实验的倾向,所以要设计一个良好的实验情景,注意让学生的思维散开,发挥其主动性.在教学过程中要让学生参与讨论,充分调动学生学习的积极性与思维分析能力,培养学生解决问题的能力,并将所学到的知识与实际相联系,使学生达到学以致用.
3.电热与电流的二次方成正比是初中学生第一次接触,有一定的难度,教师只作交待,留在高中再进一步探究验证.对于纯电阻电路的理解,先从电炉和电风扇工作时能的转化入手,再讲述概念,不空洞,学生易接受.
第二节 电流做功的快慢
第1课时 电功率
【教学目标】
一、知识与技能
1.理解电功率的概念,知道电功率是表示消耗电能快慢的物理量;
2.知道电功率的单位是W或kW;
3.会应用电功率的定义式P=W/t进行简单的计算;
4.会应用公式P=UI进行简单的计算.
二、过程与方法
1.能在观察物理现象或物理学习过程中发现一些问题,有初步的提出问题的能力;
2.通过利用公式进行电功率的简单计算,培养学生应用数学知识解决物理问题的能力.
三、情感、态度与价值观
学习实际用电的初步知识,培养学生细心观察周围事物的能力,使学生懂得科学就在身边.
【教学重点】
关于公式和P=UI的计算.
【教学难点】电功率的概念及对公式的理解.
【教具准备】“220V20W”、“220V40W”、“3.8V1W”灯泡各1只,多媒体课件等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师前面我们学习了家庭用电和电流做功,请同学们猜想一下,如果你家里只让电饭煲工作和只让20瓦的电灯工作,电能表转动得一样快吗?
生:不一样,只让电饭煲工作时电能表转动得快一些.
师同学们真棒!为了验证同学们的猜想是否正确,了解不同用电器的这种区别,下面我们一起来学习第二节“电流做功的快慢”.
【预习指导】
阅读课本P121文字内容和插图,把基本概念、公式、单位等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1电功率
学生小组内部讨论交流,回答下列问题,教师评价订正.
师 电功率的物理意义是什么?物理量符号是什么?
生:电功率是表示电流做功快慢的物理量,物理量符号是P.
师 什么是电功率?其定义式和单位怎样?我们可类比以前学过的什么物理量及其公式来理解?
生:物理学中把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率,定义式为,电功率的国际单位是瓦特,简称瓦,符号是W,常用的还有千瓦(kW)1kW=103W.我们可类比以前学过的速度及其公式v=s/t来理解电功率.
师我们还可以通过电流和电压来计算电功率,请你利用学过的公式推导出电功率的计算公式,并指出各物理量的单位.
生:∵W=UIt ∴=UIt/t=UI.
公式P=UI中电功率P的单位只能用瓦(W),电压的单位是伏(V)、电流I的单位是安(A).
教师用多媒体播放课件“电功和电功率的区别与联系”.
电功和电功率的区别与联系(多媒体课件)
例题1(多媒体展示)关于电功率,下列说法正确的是( )
A.电功率的大小取决于电流做功的多少
B.电功率的大小取决于电流做功时间的长短
C.电功率表示电能转化为其他形式能的多少
D.电功率表示电能转化为其他形式能的快慢
解析:电功率是表示电流做功(消耗电能)快慢的物理量,而电流做功(消耗电能)的过程就是电能转化为其他形式能的过程,故D对;对A,由可知,电功率(P)的大小是由电流做功的多少(W)和所用时间(t)共同决定的。在此,时间没有被限制,即便电流做的功很多,但如果所用的时间很长,其电功率也不一定就大,故A错;对B,电流做功多少没有被限定住,故B错;对C,电能转化为其他形式的能的多少为电功而不是电功率,故C错.
答案:D
例题2(多媒体展示)(江苏苏州中考)如图所示的电路中,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为10Ω,电阻R2的阻值为30Ω,电流表A的量程取0~0.6A,闭合开关S.
(1)求通过电路的电流I.
(2)求电阻R1消耗的功率P1.
(3)现用标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2,为使电路中各元件安全,求变阻器R3连入电路的阻值范围.
解析:(1)电路的总电阻:R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω
电路的电流: =12V/40Ω=0.3A
(2)电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.3A×10Ω=3V
电阻R1消耗的功率:
P1=U1I=3V×0.3A=0.9W
(3)电路允许通过的最大电流:I最大=0.6A
电路总电阻的最小值:R最小=UI最大=12V0.6A=20Ω
变阻器R3的最小值
R3最小=R最小-R1=20Ω-10Ω=10Ω
变阻器R3的最大值即为:R3最大=20Ω
变阻器R3的阻值范围为10~20Ω
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 电功率的计算
学生小组内部交流讨论,解答下列问题,教师指导订正.
师根据你学过的知识,请推理分析一下,除可用公式,P=UI计算电功率外,还有没有别的公式可用?
生:有,根据欧姆定律公式和P=UI可推导出新公式P=I2R和.
师 请再推理分析一下,串、并联电路的总功率与各用电器的功率以及电功率与电阻有怎样的关系?
生:①不论串联电路还是并联电路,总功率都等于各用电器的电功率之和,即P总=P1+P2.
②电功率与电阻的关系:串联电路中P1/P2=R1/R2;并联电路中P1/P2=R2/R1.
师电功率的计算公式、P=UI、P=I2R和的适用范围怎样?
生:、P=UI适用于任何电路.电功率公式的推导式P=I2R和仅适用于纯电阻电路,如电热水器、电饭煲等,都是把电能完全转化为内能;如电吹风、电视机、电动机等,电能除了转化为内能,还部分转化为其他形式的能,因而不能使用这个推导式.
教师引导学生讨论交流“电学计算题的一般解题思路”,教师总结后用多媒体展示.
电学计算题的一般解题思路:
1.读题时要
(1)明确用电器的连接方式;
(2)明确各电表分别测哪个元件的物理量;
(3)明确滑动变阻器接入电路的部分;
(4)明确题中的已知条件和提供的物理过程.
2.对连入了滑动变阻器和开关的“动态”电路要简画出对应的等效电路图,在图中尽可能地标出已知量和未知量的符号及数据.
3.对电路进行分析,寻找已知量与未知量的联系,然后根据电路特点及相关公式解题,有多个未知量不能直接求解的可利用等量关系列方程求解.
例题3(用多媒体展示)(山东德州中考)洗车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一,某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路.在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中,气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示.已知电源电压12V恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻.
(1)测试过程中,当电压表读数为7V时,电流表的读数为1A,求电阻R0的阻值.
(2)当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时,求电压表的示数(结果保留一位小数).
(3)当电路消耗的总功率为18W时,有害尾气度是多少.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么?
【课后作业】
1.请同学们完成课本P123.
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
2.由P=UI和U=IR得P=I2R=(2.5A)2×50Ω=312.5W
1.本节课内容不多,知识点不多,比较单一,但计算电功率的公式有四个,一个定义式三个推导公式,这是电学计算的一个重点内容,由于本节内容分两课时完成,所以,本课本的重点放在公式的推导理解和简单计算上,增加了3个例题,对前面学的串、并联电路特点、欧姆定律等进行了巩固提升,达到温故而知新的效果.
2.对公式、原理的理解多通过训练解决.设置课堂的习题不要太难(以变式为主),重在对公式的应用,并让学生熟悉公式的单位换算即可,更多的习题可以放在后面进行,对数值的设计也应以简单、巧算为主,不涉及过难、过深的纯数学式的计算,以节约课堂时间.
3.注意让学生多动手、动口、动脑,在学生动手动脑中发现一些共性的问题,统一解决,以提高课堂效率.
第2课时 额定功率与实际功率
【教学目标】
一、知识与技能
1.理解额定电压、额定电流、额定功率概念;
2.理解实际功率概念;
3.能区分用电器的额定功率和实际功率;
4.会应用电功率的定义式P=W/t及公式P=UI、P=I2R、进行计算.
二、过程与方法
1.通过应用电功率的定义式P=W/t及公式P=UI进行推导和计算,培养学生的分析推理能力.
2.通过电功率的相关计算,培养学生读题、审题以及应用数学知识解决物理问题的能力.
三、情感、态度与价值观
通过对用电器额定功率的认识在选择用电器时有节能意识;通过对实验进行讨论和交流,培养学生合作学习的意识和态度.
【教学重点】
1.利用电功率的公式进行关于额定功率和实际功率的相关计算.
2.电学计算题解题技能和规范.
【教学难点】电功率公式的理解与应用;区分用电器的额定功率和实际功率,并能进行简单的计算.
【教具准备】灯泡6只,微波炉、电饭煲、电水壶、空调、冰箱、洗衣机等使用说明书,多媒体课件等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师同学们,你们看过你们家电器设备的铬牌和说明书吗?上面的电压值和电功率值有什么意义和作用?这些值和电器设备实际工作时的电压值、电功率值又有什么区别和联系?要想知道答案,下面我们一起来学习第2课时“额定功率与实际功率”.
【预习指导】
阅读课本P122-123文字内容和插图,把基本概念、基本知识等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1认识额定功率、实际功率
学生各小组根据课桌上老师提供的灯泡及各种电器设备的使用说明书,进行观察,展开讨论与交流,回答下列问题,教师指导订正.
师请说明什么是额定电压、额定电流、额定功率?
生:①额定电压:用电器正常工作时的电压值.用电器上标明的电压值就是额定电压,常用U额表示.
②额定电流:用电器在额定电压下正常工作时的电流值.用电器上标明的电流值就是额定电流,常用I额表示.
③额定功率:与额定电压或额定电流对应的电功率.用电器上标明的电功率值就是额定功率,常用P额表示.(P额=U额I额)
师什么是实际电压、实际功率?实际功率有怎样的关系?
实际功率
①实际电压:用电器实际工作时的电压.它可能与额定电压相等,也可能不相等,常用U实表示.
②实际功率:用电器在实际电压下工作时的功率.它可能与额定功率相等,也可能不相等,常用P实表示.
③P额与P实的关系:当R一定时(),若U实>U额,则P实>P额;若U实=U额,则P实=P额;若U实教师用多媒体展示额定功率与实际功率的区别和联系,并加以讲解,加深学生对额定功率和实际功率的理解.
额定功率和实际功率的区别和联系
例题1(多媒体展示)有两盏灯,甲灯上标有“36V60W”,乙灯上标有“220V60W”,当它们正常发光时,会看到( )
A.甲灯比乙灯亮
B.乙灯比甲灯亮
C.两盏灯一样亮
D.无法确定
解析:本题容易错解为B,原因是误认为乙灯的电压高,乙灯就亮.实际上题中说两灯“正常发光”说明丙灯的实际功率等于额定功率,即实际功率都是60W,而灯的亮度由实际功率决定.所以两灯应一样亮,故答案为C.
答案:C
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2有关额定功率、实际功率的计算
教师引导学生讨论交流,怎样计算用电器的实际功率?如何利用用电器的铭牌进行有关计算?
生:1.(1)计算实际功率时,一般用P实=U实I实去计算.
(2)如果用电器的阻值一定,则可根据额定电压、额定功率去求解实际功率.根据额定电压和额定功率计算出额定电流I额=P额/U额,再根据额定电压和额定电流计算出用电器的电阻R=U额I额,再根据公式求出实际电流,利用P实=I实U实求出实际功率,若用电器直接与电源相连且用电器正常工作,则电源电压U电源=U额.
额定电压和额定功率
例题2(多媒体展示)有两只灯甲、乙分别标有“220V25W”、“220V60W”,把两灯串联在电路中,则()灯亮,若将两灯并联在电路中,则( )灯亮.
A.甲,乙 B.乙,甲 C.甲,甲 D.乙,乙
【师生互动归纳总结】
解答额定功率和实际功率计算题需要注意的问题和解题方法
(1)需要注意的问题:①对于同一个电器而言,它的额定功率和额定电压是固定的,与它们两端的实际电压,流过的电流无关,额定值的大小在用电器设计制造时就已经被确定;②实际功率与其两端的实际电压有关,同一个用电器,额定值是唯一的,而实际值有无数个,实际值可以与额定值相等,也可以与额定值不相等,用电器的工作状态由实际值来决定.
(2)解题时常用方法:①利用所给用电器的额定电压和额定功率求出用电器的电阻;②根据欧姆定律求出用电器在实际电路中的实际电压和实际电流或实际功率.
例题3(多媒体展示)某元件(阻值不变)标有“6V6W”字样,将该元件与灯L接入电路中,如图甲所示.通过灯L的电流随电压变化的图像如图乙所示,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”.闭合开关,在保证电路各元件都安全的情况下,灯L消耗的最大功率为多大?
解析:元件R的额定电流IR=PR/UR=6W/6A=1A
元件R的阻值R=UR/IR=6V/1A=6Ω
电压表量程为“0~3V”,为了保证电压表不被烧坏,电路中的最大电流I=U/R=3V/6Ω=0.5A
电流表量程为“0~0.6A”,可见电路中的最大电流I=0.5A
由图像可知,此时灯L两端UL=2V,则灯L的最大功率PL=ULI=2V×0.5A=1W
例题4(多媒体展示)(山东潍坊中考)如图所示的电路中,电源电压为5V且保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,R1为滑动变阻器,R2=20Ω,灯泡L标有“4V1.6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响).在仪表和灯泡安全工作的情况下,求:
(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率;
(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围.
点拨:开关S1断开,S2和S3闭合时,灯泡L短路,滑动变阻器R1和定值电阻R2并联,当通过R1的电流最大时,R1有最大功率;此时,应防止电流表被烧坏.
当开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1与灯泡L串联,既要防止灯泡被烧坏,又要防止电压表被烧坏.
解析:(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,灯泡L短路,滑动变阻器R1和定值电阻R2并联,此时通过R2的电流I2=U/R2=5V/20Ω=0.25A;电流表的最大测量值为0.6A,则通过滑动变阻器的最大电流I1=I-I2=0.6A-0.25A=0.35A,则R1的最大功率PR1=UI1=5V×0.35A=1.75W.
(2)灯泡L的额定电流
IL=PL/UL=1.6W/4V=0.4A,
灯泡的电阻RL=UL/IL=4V/0.4A=10Ω.
当开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1与灯泡L串联,此时有:
①U/R总PL/UL,即5V/(10Ω+R1)0.4A,解得R1 2.5Ω;
②U×R1/R总3V,即5V·R1/(10Ω+R1) 3V,解得R115Ω;
故滑动变阻器R1允许的取值范围为2.5~15Ω.
【课堂训练】
教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】
教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P123-124
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.0.3A
3.15W 4.25W
4.C
5.电饭煲800W、电取暖器1.2KW、电冰箱120W、电磁灶2100W、空调2.2KW等.
1.这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用,会增加困难.为解决这一困难,需要学生能熟练掌握公式,且要引导学生会根据具体题目条件选择正确的公式.
2.本节习题的训练,要遵守从易到难,从基本到加深,针对性要强,让学生尽量得到成功的喜悦,这样才不会产生畏难的情绪.
第十四章 了解电路
本章内容概述
声、光、热、力、电、磁现象是自然界中的基本现象,本章是在“声现象”、“光现象”、“力现象”、“热现象”学习的基础上,开始让学生接触有关“电现象”的初步知识?本章教学内容,就是从最基本、最简单的电路开始学习,学习电是什么、让电灯发光,学习连接串联电路和并联电路,科学探究:串联和并联电路的电流,学习测量电压.
本章共分5节:
1.第1节“电是什么”,主要讲述了摩擦起电的现象,两种电荷及它们之间的相互作用,摩擦起电的实质,静电感应及静电现象的应用,知道验电器的作用及原理.
2.第2节“让电灯发光”,本节是本章的重点教学内容,本节的教学重点应放在让学生认识简单电路、认识电路的三种状态,能动手连接简单电路,会画简单的电路图,并注意从一开始就培养学生良好的电学实验习惯、良好的画电路图的习惯.
3.第3节“连接串联电路和并联电路”,本节主要讲述了串联电路和并联电路的特点,要求学生能正确识别串、并联电路,能画简单的串联、并联电路图,能根据电路图连接实际电路。
4.第4节“科学探究:串联和并联电路的电流”,本节的内容可以分成三个部分,第一,用类比的方法建立电流概念,电流的单位及换算;第二,怎样使用电流表;第三,实验探究:(一)电流表的使用方法(二)串联电路中各处的电流有什么关系(三)并联电路的干路和支路电流间有什么关系;通过让学生在观察中提出问题、进行猜想、设计实验方案、动手实验收集数据、对数据进行分析论证、评估交流等自主活动,让学生体验科学探究的过程,领会科学研究的方法。
5.第5节测量电压,本节讲述了电压的概念、单位及单位换算,怎样使用电压表,用电压表测电压(用电压表测电池的电压、测串联电路的电压和测并联电路的电压)。
本章教学目标
【教学目标】
1.在知识与技能方面:①认识摩擦起电现象,认识两种电荷及它们的相互作用,验电器的原理,知道摩擦起电的实质、静电感应及静电现象的应用;②知道电路的组成、电路的三种状态,会画简单的电路; ③知道串联电路和并联电路的特点,能连接简单的串联电路和并联电路;④知道电流,会使用电流表测电流,知道串、并联电路中电流的规律;⑤知道电压,会使用电压表测电压,知道串、并联中电压的规律.
2.在过程与方法方面:①在认识自然界只有两种电荷的过程中,感受人们所用的推理方法,在认识电流、电压的过程中,感受类比的科学探究方法;②在动手实验的过程中,学习观察实验现象,学习从现象中分析归纳出规律的方法?③在认识和使用电流表、电压表的过程中,学会阅读说明书,对照实物,掌握正确使用测量工具的方法?④在探究串、并联电路的电流规律和电压规律的过程中,体验科学研究的方法和科学探究的步骤.
3.在情感、态度和价值观方面:①关心生活、生产、自然现象中常见的电现象,如摩擦起电等;②具有对科学的求知欲,乐于探索、善于观察、勤于分析,具有创新的精神;③明确实验探究目的,在探究实验中培养实事求是、尊重自然规律的科学态度?在教学活动中,尤其注重培养学生参与、交流、合作的意识?
本章课时安排
【课时建议】本章共有5节,建议8课时.
第一节 电是什么………………………………………………………1课时
第二节 让电灯发光……………………………………………………1课时
第三节 连接串联电路和并联电路…………………………………1.5课时
第四节 科学探究:串联和并联电路的电流………………………1.5课时
第五节 测量电压
第1课时 认识电压和电压表…………………………………………1.5课时
第2课时 探究串、并联电路电压的规律……………………………1.5课时
第一节 电是什么
【教学目标】
一、知识与技能
1.认识摩擦起电的现象,了解电荷的种类及电荷间的相互作用;
2.了解验电器的原理及其作用,知道摩擦起电的实质.
3.知道静电感应和静电现象的应用.
二、过程与方法
1.通过实验活动感受摩擦起电,知道带电体的性质.
2.在探究电荷的相互作用规律的过程中,感受人们所用的推理方法.
三、情感、态度与价值观
1.注意观察静电现象,对电荷种类的探究产生兴趣,能主动利用简易器材动手做实验,激发学生主动学习的兴趣.
2.在验电器和静电感应的学习中,引导学生关注社会、初步认识科学及相关知识对人类生活的影响.
【教学重点】
1.知道两种电荷和电荷间的相互作用.
2.知道静电现象在现代技术中的应用.
【教学难点】
1.运用电荷间的相互作用,判断物体带电的性质,并解释简单的静电现象.
2.理解摩擦起电的实质和静电感应.
【教具准备】玻璃棒、橡胶棒、细线、铁架台、纸屑、毛皮、丝绸、验电器、有绝缘手柄的金属杆、空易拉罐、梳子、气球、多媒体课件.
【教学课时】1.课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后做业(教师可针对性地挑选部分难题讲解).加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师播放视频“怒发冲冠”,引导学生注意动画中女孩的头发竖起来了.
师 下面老师将演示“怒发冲冠”给你们看.
教师请2位长头发的女生上台,当空气干燥时,教师用塑料梳子梳头发,引导学生注意观察头发随梳子“飘”起来.
师 同学们一定很惊讶为什么头发会“飘起来”,这是因为“摩擦起电”,下面我们就一起来学习第一节“电是什么”.
【预习指导】
阅读课本P57-60文字内容和插图,把基本概念、规律、规定及静电现象的应用等,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
知识点1 摩擦起电
学生分组实验,教师巡视指导点拔,注意引导学生观察实验现象和归纳结论.
实验1:学生用“未摩擦过”的梳子靠近易拉罐,用“未摩擦过”的玻璃棒靠近碎纸屑,用“未摩擦过”的橡胶棒靠近碎纸屑.
实验2:学生用“摩擦过”的梳子靠近易拉罐,用丝绸“摩擦过”的玻璃棒靠近碎纸屑,用毛皮“摩擦过”的橡胶棒靠近碎纸屑.
师 请同学们实验1和实验2进行对比分析,指出实验现象和结论.
生:实验1中,没有经过摩擦的玻璃棒、橡胶棒、梳子不能吸引轻小物体.
实验2中,摩擦过的玻璃棒、橡胶棒、梳子能吸引轻小物体.
实验说明:用摩擦的方法可以使物体带电.
【师生互动归纳总结】
一些物体被摩擦后,能够吸引轻小物体,人们就说这些物体带了“电”或者说带了电荷.
用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电.
师 下面请同学们说说你还见过哪些“摩擦起电”现象?
生1:摩擦过的小塑料尺能吸引头发.
生2:电风扇的“叶子”易招灰尘.
生3:如果我们身上穿了化纤衣服,衣服会粘在皮肤上,在晚上脱衣时,有时会发出响声,甚至出现火花.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
知识点2 两种电荷、验电器
一、学生分组实验,利用桌面老师提供的器材按课本图14-2和图14-3进行实验,注意观察现象和归纳实验结论,教师巡视指导.
【师生互动归纳总结】1.两种电荷:
(1)正电荷:人们把丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷叫做正电荷,可以用“+”表示.
(2)负电荷:人们把用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷叫做负电荷,可以用“-”表示.
2.电荷间相互作用的规律:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引.
3.电荷量:电荷的多少叫电荷量,用符号Q表示,国际单位中,电荷量Q的单位是库仑,简称库,符号是“C”.
二、老师出示验电器,介绍其结构,并进行演示实验,引导学生观察思考:
(1)用不带电的玻璃棒和橡胶棒分别接触验电器的金属球.(现象:金属箔片不张开)
(2)用丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒分别接触验电器的金属球(现象:金属箔片张开)
(3)用力摩擦玻璃棒、橡胶棒,再将它们分别接触验电器的金属球.(现象:金属箔片张开更大了)
【师生互动归纳总结】:验电器的作用:检验物体是否带电.验电器的工作原理:同种电荷互相排斥.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
知识点3 静电感应、静电现象的应用
学生小组内部讨论交流,解答下列问题,教师点拔订正.
师 摩擦起电的实质是什么?
生:摩擦起电实际上是电子在物体之间的转移.
师 什么是静电感应?静电现象在现代技术中有哪些应用?
生:当带电的物体与未带电的导体相互靠近时,导体内与带电体电荷性质相反的电荷会被吸引到带电体附近,电荷性质相同的电荷则被排斥到远离带电体的另一端,这种现象叫静电感应.
摩擦起电、静电感应等都是静电现象,静电现象在现代技术中的应用有静电复印、静电植绒、静电喷漆等.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】1.请同学们完成课本P61作业1 2 3 4 5
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】
1.摩擦 吸引轻小物体. 2.不一定 一定 3.D 4.D
5.因为门把手等因摩擦带了电.
1.本节课中,探究摩擦起电现象、探究电荷的种类和相互作用的实验简便易做,采用了学生分组实验来学习,让学生从感性认识上升到理性认识,既让学生找到了探索问题的方法,又培养了他们的思维能力.
2.通过静电现象在现代技术中应用学习,让学生具有了对科学的求知欲,有将科学技术应用于日常生活、生产中去的意识,鼓励学生通过上网查找资料更多地了解摩擦起电、静电感应等静电现象及其应用.
3.在教学中还应告诉学生“电中性”是指原子(或整个物体)对外不显电性.物体呈电中性不等于物体没有电荷,只是物体所带的正电荷和负电荷的数量相等而已.
第三节 连接串联电路和并联电路
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道串、并联电路的特点.
2.会画简单的串、并联电路图,会正确识别并连接串联电路和并联电路.
3.知道生活、生产中用电器串联或并联的事例.
二、过程与方法
1.掌握两个灯泡(或用电器)串联和并联的连接顺序和方法,做到快而准.
2.尝试用探究的方法认识串联和并联电路,通过按照具体要求练习连接电路,掌握解决问题的方法.
三、情感、态度和价值观
通过探究学习串联电路和并联电路的特点,体会物理学知识的应用价值,培养学生乐于将所学知识应用于实际生活的兴趣.
【教学重点】通过观察和实验,探究串、并联电路的特点.
【教学难点】掌握正确连接串、并联电路的方法,培养学生勤动手、勤动脑的习惯,逐步学会自己独立设计电路.
【教具准备】电路示教板、节日彩灯、4节电池、2只灯泡、3只开关、导线、多媒体课件.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
老师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师演示实验:将一串节日彩灯以串联方式接入电路中,闭合开关时,这串彩灯同时发光;断开开关时,彩灯同时熄灭.闭合教室墙上开关,两只日光灯同时亮,断开开关时,两只日光灯同时熄灭,引导学生观察,并适时提出问题,节日小彩灯之间,教室两只灯之间是怎样连接的,它们都能同时亮同时熄灭,连接方式是否相同?要想知道答案,下面我们就来学习第三节连接串联电路和并联电路.
【预习指导】阅读课本P68-70文字内容和插图,把基本概念、规律、规定以及连接电路的步骤,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 串联和并联
学生小组内部讨论交流,回答下列问题,教师用多媒体展示课本图14-18、图14-19,进行引导点拔.
师 什么是串联?什么是并联?支路、干路是怎么回事?
生:两个灯泡(或电路元件)逐个顺次串接在一起的连接方式叫串联,两个灯泡的两端并列地连在一起的连接方式叫并联,电路中有分叉,且分叉以后只有部分电流通过的电路为支路,而所有电流都会通过的那部分电路为干路.
师 请你列举生活、生产中串联、并联的事例.
生:节日小彩灯之间是串联;马路路灯、家用电器、天安门城楼装饰灯是并联.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 串联电路和并联电路.
学生分组实验探究:每个同学利用桌上的实验器材(2只带灯座的灯泡,开关,两节干电池,若干导线)连接电路,让开关可以用不同的方式控制小灯泡的通断,画出各自设计的电路图,在小组内部讨论交流.
教师引导学生交流展示,并进行总结.
1.一只开关同时控制两只小灯泡的通断,小灯泡L1与L2可以串联,也可以并联,如图一,以串联的方式连接的电路称为串联电路,如图二,以并联的方式组成的电路叫并联电路.
2.电路中只有两只开关,每只开关只能控制一只小灯泡,通断,如图三.
3.其他电路:一只开关控制整个电路,支路开关只控制支路用电器,如图四,图五.
教师按上述图一,图二演示连接电路,引导学生观察思考,归纳总结连接电路的步骤,并用多媒体展示:
见课本P70
学生按设计好的图一,图二连接电路,并利用已连接好的串联电路和并联电路去摸索一下它们的特点.
教师给学生充足的时间进行探索,学生有的把串联电路中的灯泡拧下来,有的把串联电路的导线拆下来,有的把并联电路支路上的导线拆下来,有的把并联电路干路上的导线拆下来……
教师提问:你们发现了什么?请三位同学到前面来用示教板上已接好的串联电路和并联电路去演示一下你的发现.
生1 边演示边回答:我发现在串联电路中,拧下一只灯泡后另一只灯泡不亮了,而在并联电路中,拧下了一只灯泡后另一只灯泡仍然亮.
生2 边演示边回答:我发现不管在串联电路还是并联电路中,只要把接电源的导线(主干电路的导线)断开,灯泡都不能发光.
生3 边演示边回答:我发现在串联电路中有一根线接触不好,整个电路都不通了;而在并联电路中,接在电源上的线松了,整个电路都不通,但接在其中一只灯泡上的线松了,另一只灯泡仍然亮着.
(学生的回答多种多样,说明此过程培养了学生的探索能力)
师生互动归纳总结,并用多媒体展示课件“串联电路和并联电路的特点对比”.串联电路和并联电路的特点对比(多媒体课件)
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点3 串、并联电路的识别与设计作图.
师 光知道串、并联电路的特点还不行,我们还要学会识别并灵活运用串、并联电路的方法,下面我们就一起来学习吧.
一、教师用多媒体展示课件“串联电路和并联电路的识别方法”,并针对性地讲解.
串联电路和并联电路的识别方法(多媒体课件)
(1)定义法:若电路中各元件是逐个首尾顺次连接的,则此电路就是串联电路;若电路中各元件“首首相接,尾尾相接”并列地连在电路中,则此电路就是并联电路.此法适用于比较简单的电路.
(2)开路法(或拆除法):串联电路中出现一个断点或去掉一个元件,电路中所有的用电器都会停止工作;并联电路中,断开支路上的一个用电器的开关或去掉这个用电器,其他支路中的用电器仍能正常工作.所以断开电路某处或去掉某个用电器,若有其他用电器能正常工作,则此电路一定是并联电路.否则,此电路就是串联电路.
(3)节点法:所谓“节点法”就是在识别不规范电路的过程中,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器等,导线两端均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点.对于较复杂的电路,特别是对点与点用导线连通的电路用此法判断较为快捷.
如图甲所示,判断灯L1、L2和L3的连接方式.
①把共线(线中没有任何用电器)节点用同一符号表示,如图甲所示.由图可知,图上节点虽多,但实际上可看成只有两个节点a和b,且a为“+”,b为“-”.
②在草稿纸上画两点a和b,以原图为标准逐个画出L1、L2、和L3,如图乙所示.
③再将图乙画成与之相对应的电路图,如图丙所示,所以L1、L2和L3并联.
④电流法:所谓“电流法”就是在识别电路时,让电流从电源正极出发,经过各用电器回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径,这些用电器的连接方式就是串联;如果电流在某处分为几条支路,且每条支路上只有一个用电器,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联.
二、教师引导学生画出家庭卫生间电路、教室投影仪电路、医院值班室与病房传呼电路的电路图.并针对性地讲解.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】1.请同学们完成课本P71-72作业1 2 3 4 5
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】1.串联 并联 串联 并联
2.提示:a中电流从电池正极经过开关S→L2→L1→电池负极形成唯一一条路径,b中电流经过开关S后分叉,两支电流分别经过L2、L1后会合回到电源负极.
3.D
4.冷热
5.串联
认识串、并联电路的特点是识别电路、辨别电路连接形式和进行电路设计的基础,本节教学不能满足于仅让学生知道串联、并联两种连接方式,而要把重点放在通过学生动手实验、实际连接操作的过程,分析归纳出小灯光的连接形式及串联、并联的各自特点.辩认实际电路是串联还是并联,根据要求画出电路图或根据电路图连接实际电路,尤其是连接并联电路,对于初学电路知识的学生来说是比较困难的.因此在教学中应注意把教师的讲述和学生的动手紧密结合起来.
第二节 让电灯发光
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道电路的组成以及组成电路的各部分(电源、用电器、开关、导线)在电路中的作用.
2.知道电流的概念及电流方向的规定,知道电源外部电路中电流的方向.
3.知道并能够识别通路、开路、短路三种电路状态,知道短路的危害.
4.认识电路中常用元件的符号,会用这些符号来表示相关元件,画简单的电路图,根据电路图连接简单的实物电路.
二、过程与方法
1.观察简单的电路,尝试用开关控制一个用电器的工作;
2.尝试用符号来表示电路中的元件,绘制最简单的电路图.
三、情感、态度与价值观
乐于在周围生活中发现所学过的电源、开关和用电器,敢于动手做物理课的电路实验,在实验中养成严谨的科学态度.
【教学重点】
1.通过观察和实验,探究电路中形成电流的条件,从而得出电路的基本组成.
2.能用符号来表示电路中的元件,能绘制简单的电路图.
【教学难点】
识别通路、断路、短路三种电路状态,知道短路的危害.
【教具准备】干电池、小灯泡、导线若干、开关、小电动机、小门铃、电视机、录像机、学生电源、半导体二极管、发光二极管、实物投影仪.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 教室里光线太暗时,同学们都会很自然地闭合墙上的开关,这时日光灯就亮了,电就在我们身边,对于电,同学们知道什么呢?
生1:我觉得电挺神秘的,电是从哪儿来的呢?
生2:为什么一扳开关,电灯就会亮了呢?
生3:什么是电路?电路是由哪几部分组成的?
生4:什么是电流,它又是如何流动的?
师 同学们提的问题很好,实际上好多的科学家、发明家就是先有了问题,再对自己的问题不断去“探究”才得出正确结论的.
这节课,让我们也当一回小“科学家”,来学习第二节让电灯发光.
【预习指导】
阅读课本P62-66文字内容和插图,把基本概念、规律、规定以及电路组成各路分在电路中的作用等,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 电路的组成
学生分组实验:利用课桌上一节干电池、带灯座的小灯泡、开关和几根导线连接成一个完整的电路,让小灯泡发光,教师巡视指导,并适时引导学生回答下列问题:
师 一个完整的电路应由哪几部分组成?各部分的作用是什么?
生:一个简单而完整的电路应由电源、用电器、开关和导线组成,电源提供电能的装置,使电路保持持续的电流;用电器把电能转化成人们需要的能量,开关的作用是将电路连通或断开,导线的作用是输送电能.
师 列举你熟悉的三个用电器,并指出它是将电能转化成了什么形式的能?
生:电饭煲:把电能转化为内能电吹风:把电能转化成机械能和内能,电灯:电能转化为光能和内能.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 通路 开路和短路
一.结合电路组成实验,学生分组讨论交流,教师用多媒体播放视频课件“电流的形成”(如图所示),启发学生思考,回答下列问题:
电路中电流的方向:正极用电器负极
师:电流是怎样产生的?方向如何?
生:电流是电荷定向移动形成的,物理学中,把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,电路连接时,电流总是从电源的正极流出,经过导线,开关,用电器流入电源的负极.
师:你是如何使电路中获得持续的电流的?
生:一是要有电源,二是开关要闭合.
【师生互动归纳总结】电路中有持续电流的条件:(1)有电源(2)电路要闭合
二.学生分组实验:按课本图14-11,图14-12,图14-13进行实验,注意观察实验现象,并归纳实验结论.
学生小组内部充分讨论交流,对通路、开路和短路的认识,教师引导学生交流展示,并进行归纳总结.
【师生互动归纳总结】电路的三种状态:
(1)通路:处处连通的电路.有电流,用电器可以工作.(闭合电路)
(2)开路:某处断开的电路.无电流,用电器不能工作.(正常断路为开关断开)
(3)短路:导线把电源的两极直接连起来了.危害大,电源烧毁,用电器不工作.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中:的题目.
探究点3 电路图
1.教师用多媒体展示常见电路元件符号,并讲解电路图的概念.
2.教师用多媒体展示手电筒、电冰箱电路图,启发学生.
观察思考,并引导学生结合课本图14-15进行讨论交流,如何画电路图,应注意什么?
【师生互动归纳总结】画电路图时应注意几个问题:
①电路元件符号要用统一规定的符号,不能自造符号;
②所画元件的次序要注意和实物图对应;
③合理的安排电路元件符号,应尽可能让这些元件符号均匀的分布在电路图中,使画成的电路图清晰美观;
④导线要画得横平竖直,转变处画成直角,元件符号不能画在电路图的转弯处;
⑤电路图最好呈长方形、有角有棱、大小比例适中.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】1.请同学们完成课本P66-67作业12345
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】1.D 2.正电荷定向正负 3.通路 开路 短路
4.开路 通路 短路 5.提示:电源正极与开关左端相连,开关右端与电风扇“+”接线柱相连,电风扇“-”接线柱与电源负极相连.
1.本节课加强了学生自己动脑,动手的实验教学,电路的组成和电路的三种状态,让学生分组实验去探究,营造民主、和谐、合作的探究氛围,给学生的主动探索、自主学习和提高能力留有充足的空间.
2.本节课注重了突出重点、突破难点的教学,分成了四个层次进行学习,第一层次对简单电路组成和元件作用的认识;第二层次对电流产生及方向的认识;第三层次,对电路的通路、断路和短路的认识,特别是对短路危害的认识,需要给学生留下深刻的印象;第四层次,把具体的电路元件抽象成符号,能根据具体的实物电路画出电路图,及根据电路图连接实物电路.
3.本节课通过使用多媒体技术,帮助学生对电流的形成和电流方向等抽象知识的学习,优化课堂教学,提高教学效率和质量.
第四节 科学探究:串联和并联电路的电流
【教学目标】
一、知识与技能
1.认识电流的大小,知道电流的单位、符号,关心生活中有关用电器工作的电流值.
2.知道电流表的用途、符号,知道正确使用电流表的规则,并会将电流表正确接入电路,画出相应的电路图.
3.能认识电流表的量程,正确读出电流表的示数.
4.通过探究式实验,得出串、并联电路中电流的规律,学习科学探究的方法.
二、过程与方法
1.通过类比法类比“水流”来研究电流强弱,提高学生用科学方法研究物理问题的能力;
2.通过电流表的读数,训练学生的观察能力和准确读数的技能;
3.通过观察和实验,探究串、并联电路中电流的规律,提高学生对问题的探究能力;
4.通过连接电路的实验活动,培养学生动手操作能力.
三、情感、态度与价值观
1.通过小组合作实验探究活动,培养学生团结协作的精神.
2.通过教师、学生的双边教学活动,激发学生的学习兴趣,培养学生热爱科学,主动参与、乐于探究的精神.
3.在实验过程中,进一步培养学生严谨的科学态度和与其他同学的协作精神.
【教学重点】
1.正确使用电流表测电流.
2.在实验中探究串、并联电路中电流的规律.
【教学难点】
1.会在电路中接入电流表,能够读出电流表的示数.
2.组织、指导学生在探究过程中,认真观察、分析、得出正确结论.
【教具准备】电池、开关、小灯泡、导线、电流表、电路示教板、多媒体课件.
【教学课时】1.5课时
【巩固复习】
老师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师水流有大小有方向,电流是否也有大小?串、并联电路电流有怎样的规律?要想知道答案,下面我们就一起来学习第四节科学探究:串联和并联电路的电流.
【预习指导】
阅读课本P73-79文字内容和插图,把基本概念、规律、规定以及电流表的使用规则等,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 电流
学生小组内部交流讨论,回答下列问题:
师 用什么物理量表述电流的强弱?它的单位有哪些呢?单位之间的换算有什么关系呢?
学生交流讨论后积极发言,教师进行点评、总结,
(1)电流是表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示.
(2)电流的单位是安培,简称安,符号是A,常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA).
(3)电流的单位换位换算关系是:
1A=1000mA,1mA=1000μA,即电流单位之间都是1000进率关系.
师 列举你知道的生产生活中一些电流的数据?
生:计算器约130mA,电风扇约320mA,电冰箱1.1-1.7A,空调4A左右等.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 电流表
一、教师引导学生观察课桌上的电流表,小组内部交流讨论,师生互动总结:
1.电流表的作用:测量电流的大小.
2.电流表在电路中的符号:?.
3.电流表的使用规则(说明)(用多媒体展示):
(1)电流表要与被测用电器串联,不允许将电流表与用电器并联.
(2)电流表接进电路时,应当使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出.
(3)注意观察电流表的量程,待测电流不能超过电流表的量程.
(4)不允许把电流表直接接到电源的两极上.
二、学生分组完成实验探究,教师引导学生交流,回答课本P74-75问题(1)-(5):
(1)安培(A);
(2)上面一排的数值是下面一排的5倍,这个电流表有2个量程;
(3)0-0.6A量程的分度值是0.02A,0-3A量程的分度值是0.1A;
(4)(a)0-3A 1A 0.1A 2.5A
(b)0-0.6A 0.2A 0.02A 0.5A
(5)图14-31显示电流表的三种错误接法:
(a)中“+”“-”接线柱接反了,
(b)中电流表直接接到电源两极上了,
(c)中将电流表与用电器并联了,
(5)电流表在电路中的正确接法应是:电流表与被测用电器串联,使电流从其“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出.
【课堂训练】老师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点3 探究串联电路、并联电路的电流关系
1.串联电路中各处的电流有什么关系.
(一)教师引导学生结合课本图14-33进行猜想与假设.
生1:我猜想电流是由大到小的,电流每经过一个小灯泡,就消耗一部分电能,回到负极时就最小了.
生2:我认为灯泡一样亮,电路中各点的电流应该相同.
生3:我有不同意见,我觉得电流有时大有时小.如大灯泡比较亮,它需要的电流大,小灯泡暗,需要的电流就小,好像与用电器有关.
生4:我的想法是导线粗的地方电流大;导线细的地方电流小.像粗水管中的水流大,细水管中的水流小一样.
(二)教师引导学生按4种猜想设计制订实验计划(学生分成四个小组,每组完成一种猜想实验计划的设计)
甲组:我们用电源、导线、开关和3个小灯泡组成了如图甲所示的串联电路,然后在甲图中取A、B、C、D四点分别串联电流表就可得出结论.
乙组:我们组用电源、导线、开关和2个灯泡组成了串联电路(如图乙),然后在A、B、C三点分别串联接入电流表,并测出该点的相应电流值.
丙组:我们组用电源、导线、开关、大灯泡、小灯泡、电铃组成一个串联电路(如图丙),然后在A、B、C、D四点分别串联接入电流表.
丁组:我们组的设计和乙组大体相同,电路图如丁图,只是将A、B、C三点间换成了不同粗细的导线进行了实验.
(三)进行实验
教师点评学生设计的实验计划,并引导学生动手进行实验,教师及时给予指导.(实验中由于电源、开关、导线的质量问题,接触不良问题,学生会有许多实验难关,教师要耐心指导)
教师提醒实验时要注意的问题:
①连接电路时,开关应断开.
②电流表应串联在被测电路中.
③应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个首尾顺次连接起来.
④接通电路前必须先用电流表的大量程试触,若发现电流表指针反偏,则应调换正、负接线柱;若超过量程,则要更换更大量程的电流表;若偏转角度过小,则应改用小量程.
⑤读数时要客观、精确,视线与刻度线垂直,读数完毕,断开开关,切断电源,整理好仪器.
⑥为了公正客观,电路中可以测3次,最好是再多选几点多测几次.
(四)学生分组完成实验后,针对各组的实验现象和实验数据,交流讨论,总结出实验结论.
【师生互动归纳总结】串联电路中各处的电流都相等.即I=I1=I2=……=In
2.并联电路的干路和支路电流间有什么关系
(一)教师引导学生进行猜想
生1:并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流的总和.
生2:并联电路中,干路中的电流和各支路中的电流都相等.
(二)教师对学生猜想点评后,引导学生制订实验计划,并画出设计的实验探究电路图.
(三)学生分组进行实验,按课本图14-36、图14-37测出L1所在支路、L2所在支路、干路中的电流,并将数据记录在表中.
(四)各小组针对实验现象和实验数据进行交流讨论,总结实验结论.
【师生互动归纳总结】并联电路中,干路中的电流等于各支路中电流的总和即I=I1+I2+……In.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】1.请同学们完成课本P79-80作业.1234
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【课后作业答案】1.D
2.提示:指针画在2大格5小格处
3.B
4.(1)b (2)0.34 (3)0.14
1.电流是摸不着,看不清的,教学中将水流与电流进行类比,让学生变抽象为具体.
2.电流表是电学的一个基本仪表,教学中,要引导学生安全、准确地将电流表接入电路.读出电表的读数,培养学生基本实验技能.
3.通过让学生在观察中提出问题、进行猜想、设计实验方案、动手实验、收集数据、对数据进行分析论证、评估交流等自主活动,让学生初步体验科学探究的过程,初步领会科学研究的方法.
第五节 测量电压
第1课时 认识电压和电压表
【教学目标】
一、知道与技能
1.初步认识电压,知道电压的作用,知道电源是提供电压的装置.
2.知道电压的单位,能对电压的不同单位进行换算.
3.能记住干电池、家庭电路以及人体安全的电压值.
4.知道电压表的用途和符号,会在电路中正确连接电压表,能正确读出电压表的示数.
二、过程与方法
1.通过水在水管中流动时,水管两端必须要有“水压”,类比让学生获得电荷在电路中定向移动时,电路两端也需要电压.
2.通过阅读电压表说明书,从中收集有关电压表连接方法和读数方法的一些信息,然后利用这些信息进行实验探究,并用自己的语言进行概括,总结出电压表的使用方法.
三、情感、态度与价值观
1.通过对学生正确使用电压表技能的训练,使学生学会阅读说明书,养成严谨的科学态度.
2.通过实验探究,打破学生对电压的神秘感,增强实践能力,感受学习物理的愉悦,从而树立足够的学习物理的信心,在教学活动中,尤其注重培养学生参与、交流、合作的意识.
【教学重点】建立电压的初步概念;通过实验观察理解电压的作用.
【教学难点】电压表量程的正确选择,电压表的连接及读数.
【教具准备】干电池若干、灯座、小灯泡、开关、导线若干、电压表、电流表、家用手电筒、多媒体课件等.
【教学课时】1课时.
【巩固复习】
教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 用多媒体播放水管中水流视频资料,引导学生观察思考:水在水管中定向流动的原因是什么?
生:水管两端有水的压力差,即水压.
师 电荷能在电路中定向移动的原因是什么呢?
生:可能有电压吧.
师 同学们真棒,那么,到底什么是电压?电压是从哪里来的?下面我们一起来学习第五节测量电压.
【预习指导】
阅读课本P81-83文字内容和插图,把基本概念、规律、规定以及电压表使用规则等,用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 电压
学生小组内部讨论交流,解答下列问题,教师指导点拔.
师 请两们同学在黑板上画出串联电路图,并利用干电池、小灯泡及导线、开关连接串联电路.电路检查无误后,闭合开关,请同学们观察小灯泡的工作情况.
生:开关闭合后,小灯泡发光.
师 如果取走干电池,补上一段导线,再闭合开关,请同学们观察,会发生什么现象?
生:小灯泡不亮了.
师请同学们思考:导线和灯丝都是由金属制成的,金属中不是有大量自由移动的电子吗?为什么小灯泡不亮了呢?
生:只有电子产生了定向移动,才能形成电流,小灯泡才会发光.拿走电源,换上导线,导线中虽然有大量的自由电子,但不发生“定向”移动,所以没有电流,小灯泡不亮.
【师生互动归纳总结】
电压是闭合电路中形成电流的原因,而电源是提供电压的装置.电压的符号是“U”
师 用多媒体展示几种常见的电压值如图14-42,并启发学生思考回答:电压的单位及其换算关系怎样?我们需记住哪几种电压值?
生:国际单位是伏特,简称“伏”,符号“V”,还有千伏(kV),毫伏(mV),1kV=103V,1mV=10-3V,需记住一节干电池提供的电压是1.5V,家庭电路的电压是220V,对人体安全的电压不高于36V.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
探究点2 电压表
师 学生小组内部交流讨论,从课桌上两个电表中选出电压表,说出选择的依据和电压表的结构特点.
生:电压的单位是伏特(V),标有“V”的就是电压表.
电压表的结构特点:
①该电压表的零刻度线在表盘的最左端.
②该电压表有三个接线柱,两个量程.一个公共的“-”接线柱和两个分别标有数字“3”和“15”的“+”接线柱.(有的电压表,有一个公共的“+”接线柱和两个分别标有数字“3”和“15”的“-”接线柱)
③使用“-”和“3”两个接线柱时,量程是0~3V,刻度盘上每一大格表示“1V”,每一小格表示“0.1V”;使用“-”和“15”两个接线柱时,量程是0~15V,刻度盘上每一大格表示“5V”,每一小格表示“0.5V”.
师 同学们已经认识了电压表.那我们应该如何使用电压表呢?请同学们思考下面两个问题:怎样使用电压表?如果事先不能估计被测电压的大小,应怎样选择量程?
生:(1)要测哪部分电路的电压,电压表就和那部分电路并联.
(2)电压表接入电路时,应当使电流从其“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出.
(3)注意观察电压表的量程.被测电压不要超过电压表的量程.
在事先不能估计被测电压的情况下,可以用“试触”的办法来选择量程(连接好电路后,在合上开关时轻轻接触一下就断开),同时观察电压表指针的偏转情况.如偏转过激,指针超出了表盘刻度线,则电压表量程太小,应换用较大量程;如果电压表指针偏转角度太小,则电压表量程太大,应换用小量程.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】1.请同学们完成课本P86 1 2 3 4 5
2.请同学们利用对应练习册中的题目.
【课后作业答案】1.220 1.5 2.11.5 2.3
3.B 4.D 5.不正确,“+”“-”接线柱接反了
1.充分发挥学生的主体作用,教师引导学生在已有的生活经验和知识基础的层面上进行实验探究,并凸显交流与合作的教学氛围;关注每一个学生,让每一个学生都喜欢物理;精心设计师生互动的活动,营造一种师生平等参与的氛围;让学生在学习过程中体验探究的愉悦,从而获得知识并树立足够的学习信心.
2.电压表的学习可以用电流表来对比理解,课前发给学生电压表和电流表,指导学生找出电压表与电流表外形结构上存在的相同和不同之处,这样既认识了电压表,又培养了学生的观察能力.电压表的使用规则可以让学生采用阅读说明书的方式完成.通过阅读说明书来学会使用电压表,这是学生应养成的一项重要的科学素养.
第2课时 探究串、并联电路电压的规律
【教学目标】
一、知识与技能
1.学会正确将电压表接入待测电路,并能画出相应的电路图.
2.学会正确使用电压表测量串、并联电压,会分析数据,归纳总结出串、并联电路中电压的规律.
二、过程与方法
在探究串、并联电路电压规律的过程中,体验科学方法和科学探究的步骤.
三、情感、态度与价值观
1.明确探究目的,在探究实验中培养实事求是、尊重自然规律的科学态度;
2.社会交流合作的重要性,获得共享成果的喜悦.
【教学重点】探究串、并联电路中电压的规律.
【教学难点】组织指导学生在探究过程中认真观察,仔细分析,得出恰当的结论.
【教具准备】电池组、小灯泡(带灯座)、开关、导线若干、电压表、多媒体课件等.
【教学课时】1课时.
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时的内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师 前面,我们学习了串、并联电路电流的规律,同学们还记得吗?有谁能说明一下?
生:串联电路中各处的电流都相等,并联电路中,干路中的电流等于各支路中电流的总和.
师 那么,串、并联电路中的电压又有什么规律呢?
生:我猜想串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和,并联电路中各支路两端的电压均相等.
师 同学们的猜想是否正确呢?下面我们就一起来探究吧!
【预习指导】阅读课本P84-85文字内容和插图,把基本概念规律、规定等用红色笔做上记号,并完成对应练习册中“课前预习”部分,然后,各小组内部交流讨论,提出预习疑问,组长做好记录,准备展示.
【交流展示】
1.各小组代表举手发言,报告“课前预习”答案,教师评价订正.
2.学生质疑,教师指导释疑.
【拓展探究】
探究点1 用电压表测量电池的电压
学生分组实验:用电压表测一节1号干电池、一节5号干电池、一节7号干电池、一粒纽扣电池的电压,测两节干电池串联的电压,然后,交流讨论,归纳总结,教师巡视指导,并检查提问:
(1)一节干电池的电压是?两节干电池串联的电压是?
(2)实验可以得出哪些结论?
生:(1)一节干电池的电压是1.5V,两节干电池串联的电压是3V.
(2)实验可以得出:一节1号、5号、7号干电池的电压相同,串联电池组的电压等于各节电池电压总和.
探究点2 测串、并联电路的电压
(一)学生分组实验:测串联电路的电压
老师引导学生设计实验方案,并写出实验步骤,画出实验数据记录表格.
实验方案:我将选择6只灯泡(其中有2只灯泡相同,另外4只不同),每两只一组(第一次实验用的两只灯泡相同,后面两次均不同),选一个电压表,先将两只相同的灯泡串联接入电路,分别测每只灯泡的电压和两只灯泡的总电压;然后再换上另外四只灯泡,再测两次.
实验步骤:
(1)断开开关,按图14-47连接好电路.
(2)闭合开关,同电压表分别测出A、B之间,C、D之间,A、D之间的电压,并填入所制表中,然后换上另外四只不同规格灯泡再测两次,并将数据填入所制表中.(3)分析实验数据,得出结论,并整理器材.
记录数据表格(一)
教师引导学生分组并按自己所设计的方案及实验步骤进行实验.
教师巡视指导,强调实验中的注意事项.
【师生互动归纳总结】串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和.
(二)学生分组实验:测并联电路的电压
(1)断开开关,按图14-48连接好电路,
(2)闭合开关,用电压表分别测出A、B之间,C、D之间,A、D之间以及B、C之间的电压,并填入所制表中,然后换上另外四只不同规格灯泡再测两次,并将数据填入所制表中,
(3)分析实验数据,得出结论,并整理器材.
表(二)
【师生互动归纳总结】并联电路中各并联去路两端的电压都相等.
【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.
【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.
【课后作业】
1.请同学们完成课本P87-89本章练习1 2 3 4 5 6 7
2.请同学们完成对应练习册中的题目.
【本章练习答案】
1.C
2.并联
3.如图所示
4.
5.D
6.并联电路的干路和支路电流间有什么关系.
7.A
探究串、并联电路电压的规律.
1.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和.
2.并联电路中各并联支路两端的电压都相等.
1.这是一节实验探究课,本课时的教学应该在实验室进行,实验过程可以要求学生按照课本中的步骤完成,也可以自己设计实验进行实验,在探究活动中充分调动学生的积极性是该课成败的关键.
2.教师要注意指导学生仪器使用的规范性.实验中,教师要注意培养学生的合作学习能力.教师要做好课堂调控.
3.教师要充分相信学生的分析能力,在学生分析实验数据的过程中注重引导启发,不要急于将结论告诉学生,要让学生自己归纳出结论.

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