焦耳定律第二課時-電熱的應用【內容出處】滬科版2011【課標要求】用焦耳定律說明生產生活中的現象，用焦耳定律解決實際問題【學習目標】一 知識與技能1 知道電熱的原理并會具體計算2 理解發熱器的多檔位問題，并能設計電路解決實際問題3 了解生活中各種發熱材料，并能動手制作自己的暖寶寶二 過程與方法1設計多檔位電路，體會從大方向到小細節如何使設計變得完美，學會多角度，全方位的思考問題2正確識別實際的多檔位電路，感受物理知識從理論轉換到實踐的過程分析2自制暖寶寶，在動手中學到書本上沒有的實作經驗三科學態度與責任1 通過兩兩同學共同實驗操作養成嚴謹負責積極合作的學習態度2體會到具有人文情懷的安全的科技生活才是有意義的【學習重點】1. 電路的檔位設計及實際電路分析2. 動手制作暖寶寶【學習難點】電路改裝分析【學習過程】一課堂引入提問1：在冬天同學們覺得最幸福的事是什么？最痛苦的事是什么？學生基本上異口同聲：睡覺和起床 不愿離開暖暖的被窩提問2：上床前暖被窩的方法？ 這個問題的答案可能真的千奇百怪提問3：展示電熱毯，和一般的毯子有什么不同？ 電阻絲提問4：你知道電熱毯的工作原理嗎？如何計算他的發熱功率？回憶復習焦耳定律通過生活實際引入問題，有親切感，問題層層深入，復習回憶相關理論知識2 設計改進電熱毯，把理論知識應用于實際問題1. 計算一床電熱毯的成本提問：你知道一床雙人用電熱毯的價格大概是多少嗎？ 學生們基本很少此概念介紹：在物質生活匱乏的年代，很多簡單的東西都是自己動手制作，所以我們就自己買電熱絲打進毯子里制作電熱毯，現在如果要制作下圖所示的電熱毯，大家計算下需要多少價格？學生們對涉及費用相關的問題是比較感興趣的，所以這里的問題設置為計算所需的費用會激發學生解決問題的動力并復習電熱的基本應用通過計算發現電熱絲的費用只要20多元再加上毯子的費用（20元左右）成本應該在50元以內。2. 改裝多檔位電熱毯提問思考：一般電熱毯有高擋位和低檔位，如果要讓把剛才設計的電熱毯改裝成64瓦和100瓦兩個檔位，在原來的電路中加入怎樣的設計？需要開關或電阻可自行添加，要求電路簡單安全可靠。學生自行思考設計，畫出電路圖，說出自己改進方案的具體措施，拿出添加元件的數據（如電阻值）這個問題相對來說就上了個層次了，方法比較多，在具體教學過程中根據學生改裝的情況進行評講及改進，師生共同探討，設計出最好方案，讓學生體會到好的設計往往不是一蹴而就的，體會從不成熟的設計到完美設計一步一步的進階過程。3. 認識實際的電熱毯電路展示實際換擋電熱毯電路提問：能看懂這個實際電路圖嗎？有幾個檔位（讓學生觀察1分鐘）具有調溫功能的電熱毯電路圖老師介紹以下不清楚的元件， S-2是聯動開關，VL是發光二極管，R是保護電阻，IN4007為整流二極管，相當于降壓的作用，這樣學生們就不難理解這個電路了。4 介紹升級版的水暖毯人類在進步，科技在發展，現在有更安全環保的水暖毯了，利用水循環加熱，避免了電磁輻射，絕緣層老化的風險。但無論使用怎樣的家用電器，都應注意產品質量和使用安全，實際生活中，為安全起鑒，還是不提倡自制電熱毯，應購買正規廠家的產品，以此加強學生的安全意識。三 自制專屬的暖寶寶介紹： 因為安全因素，我們不能自制電熱毯，但我們可以制作小的暖手包，它的供電電壓僅為5伏，且發熱材料為碳纖維，比較安全，適合學生操作，材料為一片發熱布和一根USB線，充電寶，另外需要烙鐵，焊錫絲，剪刀（課前先培養幾個焊接小師傅）介紹具體操作：1 剪去USB線的小頭，并剝離出里面的導線，如是四根線，則一般紅黑是電源線，其余兩根為數據線2 把USB的電源線和發熱布的兩金屬接頭焊錫好3 把USB線和充電寶連接，用手感知是否正常發熱這個小物件看起步驟簡單，但對于不常動手的學生來說還是有一定難度，特別剝線的時候容易把線弄斷，也培養孩子膽大心細的習慣活動期間： 兩個同學協作完成一個暖寶寶，觀察制作過程，及時糾錯探討，學生間也可以互助交流在平時學習中，同學們經常計算熱功率，但對功率大小并無直觀感受，暖手寶制作完成后可以通過猜一猜這種發熱布的功率（感覺很溫暖，實際只有3瓦左右）。展示老師做的發熱眼罩，并讓學生試用體會，（帶上后都會情不自禁的哇的一聲，確實很舒服）提出三個問題：1一根USB線帶兩個發熱片，如何做到的？（同學們做的是一拖一，這個是一拖二，中間需要分線，并要做好絕緣）2自制的暖寶寶需要安全認證嗎？（5V電源不用擔心，注意絕緣防止短路即可）3.觀察充電寶銘牌，計算讓其給3瓦暖手寶供電的最長時間？（類似題目經常弄不清物理量及單位搞錯）引申：可以網購不同大小的發熱布給家人制作暖膝，暖腰的物件了！暖身更暖心四 吃溫暖的食物 做溫暖的人（結束語）電熱除了帶給我們身體的溫暖，更多也帶給我們食物的溫暖，電磁爐，電飯鍋，電水壺都利用了電熱的原理加熱食物，當我們享受這美好生活的同時，也應該有一份美好的心境去溫暖身邊的人。五 實踐作業：1.烤棉花糖 訣竅：把棉花糖放到暖茶水的恒溫盤上，只需要1分鐘就可以感知美味了，試試吧，看是什么感覺2.R1與R2不等，此電路功率可以實現幾種檔位調節？可否就利用現有元件設計成具有四個檔位的電路。后記：六 教學反思1.教學過程中的細節處理要多加注意，如電功率的變式極其條件多做提醒，語言還需簡潔，不過多重復2 改裝多檔位問題注意：串聯的電阻發熱不計入電熱毯發熱功率中，電熱毯功率指的是發熱絲的功率3 實際電熱毯電路中用整流二極管起到了降低電阻絲有效電壓的作用，類似于電阻降壓但本質有所不同，鑒于初中知識局限，只能大致類比理解4 教學實錄中對焦耳定律及其變形式的講解強調不夠，細節問題有待注意5 學生動手能力并不是我們想象中那樣糟糕，他們確實需要鍛煉的機會，而且在實作中可以學習到更多的東西