陈晓利
地区： 湖北省 - 武汉市 - 经济技术开发区
学校：武汉经济技术开发区第三中学
共1课时
第4节焦耳定律 初中物理 人教2011课标版
1教学目标
1．知识与技能
（1）了解生活中的电热器，知道它们在工作过程中的能量转化
（2）了解电热器的基本结构和工作状态
（3）能分析电热器的挡位并能进行有关计算
2．过程与方法
（1）通过电路设计进一步加深学生对串、并联电路特点的认识，强化对电功率公式的理解和选择。
（2）通过独立思考、合作探究、交流展示培养学生的合作意识和全面分析、解决问题的能力
3．情感、态度和价值观
（1）有助于培养学生全面分析问题、解决问题的能力
（2）密切联系实际，体现物理来源于生活，且应用于生活。
2学情分析
多挡位电热器问题是集电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。如何引导学生通过思考、交流、应用等几个环节，突破难点，掌握重点是这节课的关键。基于此，我分以下几个环节设计，创设情境，激发学生兴趣；合作交流解决电热器的挡位判断问题；总结知识，学以致用。
3重点难点
多挡位电热器的工作原理，电功率的计算
4教学过程4.1 第一学时教学活动活动1【导入】一、复习引入
1.电功率的计算方法有几种？
2．问题：生活中我们经常需要让某个用电器能达到功率有时大，有时小，他们是通过怎样的电路来实现的呢？
活动2【讲授】二、课题新授
1．视频引入问题：通常家用多挡用电器是通过改变开关状态，改变工作电路，从而改变用电器消耗的电功率，达到改变工作效果的目的。它们是怎么实现的？
板书课题：电热器多档位问题探究
2．讨论与分析
理论分析
在下图电路中R1=242Ω，R2=121Ω，电源电压相同且恒定为220V。
（1）四个电路的总电阻R甲=______、R乙=______、R丙=______、R丁=______;
四个电路的总电阻R甲、R乙、R丙、R丁由大到小的顺序是___________;
（2)四个电路总功率P甲=______、P乙=______、P丙=______、P丁=______;
四个电路总功率P甲、P乙、P丙、P丁由大到小的顺序是______________。
我们发现（电功率与电阻的关系）：_____________________________________。
板书：电压相同时，电阻越小，由P=U2/R知发热功率越大。
活动3【活动】理论分析
在下图电路中R1=242Ω，R2=121Ω，电源电压相同且恒定为220V。
（1）四个电路的总电阻R甲=______、R乙=______、R丙=______、R丁=______;
四个电路的总电阻R甲、R乙、R丙、R丁由大到小的顺序是___________;
（2)四个电路总功率P甲=______、P乙=______、P丙=______、P丁=______;
四个电路总功率P甲、P乙、P丙、P丁由大到小的顺序是______________。
我们发现（电功率与电阻的关系）：_____________________________________。
板书：电压相同时，电阻越小，由P=U2/R知发热功率越大。
活动4【导入】探究活动
小明家买了一台电烤箱，他发现铭牌上有低、中、高三个档位功率。他对电烤箱内部电路结构产生浓厚兴趣，翻阅说明书，发现电烤箱的发热体是由两个发热电阻丝组成。如果电烤箱所用的两个发热电阻R1=R2=48.4Ω（电压U=220V）
活动5【活动】问题一：两个电阻的组合形成的档位（画电路图并计算总功率）
高档位
中档位
低档位
电阻个数
连接方式
电路简图
总功率
活动6【活动】问题二：利用开关实现多档位（通过开关闭合断开分析）
电路图
开关闭合断开情况
电路连接方式
S1、S2都闭合时是_______档
S1闭合、S2断开时是____档
S处于a点时是________档
S处于b点时是________档
电路图
开关闭合断开情况
电路连接方式
S1、S2都闭合时是_______档
S1闭合、S2断开时是____档
S1接a、S2闭合时是____档
S1接a、S2断开时是_____档
S1接b、S2闭合时是_____档
S1接b、S2断开时是_____档
我们发现（解决档位问题的思路）：_____________________________________。
板书：电热器多挡位问题：档位问题-----发热功率问题----电阻问题----电路连接方式
活动7【练习】三、联系实际
学以致用
1.如图所示为某电热饮水机的电路原理图．饮水机有加热和保温两种工作状态．已知电源电压保持220V不变，R1和R2均为发热电阻，电阻R1的阻值为1210Ω，电阻R2的阻值为121Ω。求（1）保温功率,（2）加热功率。
2.如表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．求：
（1）电烤箱在高温挡正常工作时的电流和R1的阻值；
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
（2）当电烤箱在低温挡正常工作时，电阻R1的电功率．
以上先由学生自己独立完成，再小组讨论解决，得出结论
中考再现
1.（2013武汉）下图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上。当开关处于“4”档时，电热毯不发热；当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30W。
（1）电热毯以最小发热功率工作时，流过电路中的电流为多少安？（结果保留两位小数）
开关分别处于“1”、“2”档时，电热毯的发热功率分别为多少瓦？
（3）开关分别处于“3”档时，电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦？
2.（2014•邵阳）家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）．则
（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW•h？
（2）R0的电阻为多少Ω？
（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因．
活动8【讲授】四、课题小结
师生小结：电热器的多档位问题解题要点归纳如下：
1、认真读题审题，根据开关断开、闭合将电路连接方式逐一分析，并标注高、中、低等档位
2、运用发热功率计算公式P=U2/R和欧姆定律I=U/R进行解决问题
活动9【作业】五、布置作业
1.如图所示，是家用保温式电饭锅的电路原理图，S是手动、温控一体开关，必须用外力按下才能闭合，但当锅底温度达到大约103℃以上时，会自动弹起断开进入保温状态．已知R2=495Ω，电饭锅的额定加热功率为880W．
（1）分析电路原理图或根据你的实际生活经验，如果不按下开关S，电饭锅煮熟饭_______（选填“能”或“不能”）
（2）当电饭锅处于正常加热状态时，电路中的电流是多大？
（3）当电饭锅处于保温状态时，保温功率是多大？
2.下图是某种家用电吹风的原理图，它有“热风”、“温热风”、“冷风”及“停”四档，R1与R2是电热丝（R1>R2）。图中S为“双刀四掷”开关，“双刀”在拨动时一起转向图中“1”、“2”、“3”或“4”中的某一位置，从而实现各档位间的转换。电吹风的部分参数如下表所示。
吹热风功率(W)
900
吹温热风功率(W)
吹冷风功率(W)
20
额定电压（V）
220
(1)开关的“双刀”拨动到什么位置时，电吹风处于“热风”档？接在“热风”档上的电热丝的阻值是多少Ω？
（2）标有“吹温热风功率（W）”后面的数值被磨损，某同学为测量它的具体数值，先断开其它家用电器，并将电吹风的开关调至“温热风”档后接入220V的家庭电路中，发现他们家用的电子式电能表（3000imp/(kW·h)）在2min内指示灯恰好闪了46次。试计算该电吹风吹温热风功率的大小。“3000imp/(kW·h)”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次。
3.无内胆饮水机--管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？
活动10【导入】六、教学反思
从生活中来，到生活中去
《电热器多档位问题探究》是九年级物理教学中重要的物理知识，也是学习的难点。课堂上，我注意从生活中常见的电热器入手，让学生观看视频电热水壶工作过程形成一种认识，电流在通过用电器做功时一定会放出热量，并认识加热和保温两种状态。从生活经验出发，引导学生解决问题的兴趣，从而迅速地切入正题——电热器多档位问题探究。这样做的好处是体现了物理知识“从生活中来”的指导思想，也体现了物理研究问题的方法。在教学中如何巧妙地启发学生的思维，点燃他们的方案设计的热情，这中间要靠教师善于发现学生思维上的盲点和闪光点，逐步引领学生完善思路。我认为如何在教师引领下完成问题探究思路分析是本节课的关键。
本节课我重视体现了物理知识“从生活中来，到生活中去”的指导思想。沿着从问题-分析--结论的过程，得到知识，理解知识。在课堂上一方面要防止学生盲目探究，教师要引导；另一方面要避免直接告诉学生“应该这样”，学生遇到问题时，教师可在思考方向上给以启发、点拨，最后还是要学生自己去思考、实践。
在实施课堂教学中，多数学生遇到电热器档位问题可以知道应该从哪些方面入手，顺利准确完成并解决问题。但是少数同学计算公式混淆，以及发热体有几个还辨析理解不透。于是我给学生布置了作业3道题目和一个观察自己家中的各种电热器，理解并分析这些家用电热器档位如何实现。从学生反馈的结果看到了此次课的复习受到了较好的效果。
第4节焦耳定律
课时设计 课堂实录
第4节焦耳定律
1第一学时教学活动活动1【导入】一、复习引入
1.电功率的计算方法有几种？
2．问题：生活中我们经常需要让某个用电器能达到功率有时大，有时小，他们是通过怎样的电路来实现的呢？
活动2【讲授】二、课题新授
1．视频引入问题：通常家用多挡用电器是通过改变开关状态，改变工作电路，从而改变用电器消耗的电功率，达到改变工作效果的目的。它们是怎么实现的？
板书课题：电热器多档位问题探究
2．讨论与分析
理论分析
在下图电路中R1=242Ω，R2=121Ω，电源电压相同且恒定为220V。
（1）四个电路的总电阻R甲=______、R乙=______、R丙=______、R丁=______;
四个电路的总电阻R甲、R乙、R丙、R丁由大到小的顺序是___________;
（2)四个电路总功率P甲=______、P乙=______、P丙=______、P丁=______;
四个电路总功率P甲、P乙、P丙、P丁由大到小的顺序是______________。
我们发现（电功率与电阻的关系）：_____________________________________。
板书：电压相同时，电阻越小，由P=U2/R知发热功率越大。
活动3【活动】理论分析
在下图电路中R1=242Ω，R2=121Ω，电源电压相同且恒定为220V。
（1）四个电路的总电阻R甲=______、R乙=______、R丙=______、R丁=______;
四个电路的总电阻R甲、R乙、R丙、R丁由大到小的顺序是___________;
（2)四个电路总功率P甲=______、P乙=______、P丙=______、P丁=______;
四个电路总功率P甲、P乙、P丙、P丁由大到小的顺序是______________。
我们发现（电功率与电阻的关系）：_____________________________________。
板书：电压相同时，电阻越小，由P=U2/R知发热功率越大。
活动4【导入】探究活动
小明家买了一台电烤箱，他发现铭牌上有低、中、高三个档位功率。他对电烤箱内部电路结构产生浓厚兴趣，翻阅说明书，发现电烤箱的发热体是由两个发热电阻丝组成。如果电烤箱所用的两个发热电阻R1=R2=48.4Ω（电压U=220V）
活动5【活动】问题一：两个电阻的组合形成的档位（画电路图并计算总功率）
高档位
中档位
低档位
电阻个数
连接方式
电路简图
总功率
活动6【活动】问题二：利用开关实现多档位（通过开关闭合断开分析）
电路图
开关闭合断开情况
电路连接方式
S1、S2都闭合时是_______档
S1闭合、S2断开时是____档
S处于a点时是________档
S处于b点时是________档
电路图
开关闭合断开情况
电路连接方式
S1、S2都闭合时是_______档
S1闭合、S2断开时是____档
S1接a、S2闭合时是____档
S1接a、S2断开时是_____档
S1接b、S2闭合时是_____档
S1接b、S2断开时是_____档
我们发现（解决档位问题的思路）：_____________________________________。
板书：电热器多挡位问题：档位问题-----发热功率问题----电阻问题----电路连接方式
活动7【练习】三、联系实际
学以致用
1.如图所示为某电热饮水机的电路原理图．饮水机有加热和保温两种工作状态．已知电源电压保持220V不变，R1和R2均为发热电阻，电阻R1的阻值为1210Ω，电阻R2的阻值为121Ω。求（1）保温功率,（2）加热功率。
2.如表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．求：
（1）电烤箱在高温挡正常工作时的电流和R1的阻值；
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
（2）当电烤箱在低温挡正常工作时，电阻R1的电功率．
以上先由学生自己独立完成，再小组讨论解决，得出结论
中考再现
1.（2013武汉）下图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上。当开关处于“4”档时，电热毯不发热；当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30W。
（1）电热毯以最小发热功率工作时，流过电路中的电流为多少安？（结果保留两位小数）
开关分别处于“1”、“2”档时，电热毯的发热功率分别为多少瓦？
（3）开关分别处于“3”档时，电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦？
2.（2014•邵阳）家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）．则
（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW•h？
（2）R0的电阻为多少Ω？
（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因．
活动8【讲授】四、课题小结
师生小结：电热器的多档位问题解题要点归纳如下：
1、认真读题审题，根据开关断开、闭合将电路连接方式逐一分析，并标注高、中、低等档位
2、运用发热功率计算公式P=U2/R和欧姆定律I=U/R进行解决问题
活动9【作业】五、布置作业
1.如图所示，是家用保温式电饭锅的电路原理图，S是手动、温控一体开关，必须用外力按下才能闭合，但当锅底温度达到大约103℃以上时，会自动弹起断开进入保温状态．已知R2=495Ω，电饭锅的额定加热功率为880W．
（1）分析电路原理图或根据你的实际生活经验，如果不按下开关S，电饭锅煮熟饭_______（选填“能”或“不能”）
（2）当电饭锅处于正常加热状态时，电路中的电流是多大？
（3）当电饭锅处于保温状态时，保温功率是多大？
2.下图是某种家用电吹风的原理图，它有“热风”、“温热风”、“冷风”及“停”四档，R1与R2是电热丝（R1>R2）。图中S为“双刀四掷”开关，“双刀”在拨动时一起转向图中“1”、“2”、“3”或“4”中的某一位置，从而实现各档位间的转换。电吹风的部分参数如下表所示。
吹热风功率(W)
900
吹温热风功率(W)
吹冷风功率(W)
20
额定电压（V）
220
(1)开关的“双刀”拨动到什么位置时，电吹风处于“热风”档？接在“热风”档上的电热丝的阻值是多少Ω？
（2）标有“吹温热风功率（W）”后面的数值被磨损，某同学为测量它的具体数值，先断开其它家用电器，并将电吹风的开关调至“温热风”档后接入220V的家庭电路中，发现他们家用的电子式电能表（3000imp/(kW·h)）在2min内指示灯恰好闪了46次。试计算该电吹风吹温热风功率的大小。“3000imp/(kW·h)”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次。
3.无内胆饮水机--管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？
活动10【导入】六、教学反思
从生活中来，到生活中去
《电热器多档位问题探究》是九年级物理教学中重要的物理知识，也是学习的难点。课堂上，我注意从生活中常见的电热器入手，让学生观看视频电热水壶工作过程形成一种认识，电流在通过用电器做功时一定会放出热量，并认识加热和保温两种状态。从生活经验出发，引导学生解决问题的兴趣，从而迅速地切入正题——电热器多档位问题探究。这样做的好处是体现了物理知识“从生活中来”的指导思想，也体现了物理研究问题的方法。在教学中如何巧妙地启发学生的思维，点燃他们的方案设计的热情，这中间要靠教师善于发现学生思维上的盲点和闪光点，逐步引领学生完善思路。我认为如何在教师引领下完成问题探究思路分析是本节课的关键。
本节课我重视体现了物理知识“从生活中来，到生活中去”的指导思想。沿着从问题-分析--结论的过程，得到知识，理解知识。在课堂上一方面要防止学生盲目探究，教师要引导；另一方面要避免直接告诉学生“应该这样”，学生遇到问题时，教师可在思考方向上给以启发、点拨，最后还是要学生自己去思考、实践。
在实施课堂教学中，多数学生遇到电热器档位问题可以知道应该从哪些方面入手，顺利准确完成并解决问题。但是少数同学计算公式混淆，以及发热体有几个还辨析理解不透。于是我给学生布置了作业3道题目和一个观察自己家中的各种电热器，理解并分析这些家用电热器档位如何实现。从学生反馈的结果看到了此次课的复习受到了较好的效果。
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