第六章 專題特訓(xùn)十二 電熱綜合計算-多擋位電路 教學(xué)設(shè)計 -2024-2025學(xué)年教科版物理九年級上冊

第六章專題特訓(xùn)十二電熱綜合計算——多擋位電路教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年教科版物理九年級上冊主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為“電熱綜合計算——多擋位電路”，選自2024-2025學(xué)年教科版物理九年級上冊的第六章專題特訓(xùn)十二。本節(jié)課將重點(diǎn)講解多擋位電路的原理、計算方法及其在實(shí)際應(yīng)用中的案例分析。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在：本節(jié)課將運(yùn)用學(xué)生已掌握的電流、電壓、電阻等基本概念，以及串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，來分析和計算多擋位電路中的電流、電壓和電功率。此外，還將結(jié)合熱學(xué)知識，探討電熱在實(shí)際應(yīng)用中的計算和轉(zhuǎn)換。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。通過學(xué)習(xí)多擋位電路的電熱綜合計算，學(xué)生將能夠理解并運(yùn)用物理知識解釋生活中的電熱現(xiàn)象，形成對電熱效應(yīng)的深刻認(rèn)識。同時，通過分析多擋位電路的工作原理，學(xué)生將提高抽象思維和邏輯推理能力，學(xué)會運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題。此外，通過實(shí)踐操作和探究活動，學(xué)生將增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計和問題解決的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，為未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅實(shí)的科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是理解和掌握多擋位電路的電熱綜合計算方法。具體包括：

-多擋位電路的組成和工作原理，例如，如何通過切換開關(guān)來改變電路的連接方式，從而實(shí)現(xiàn)不同的電功率輸出。

-電功率的計算公式P=UI和P=I2R，以及在不同電路狀態(tài)下的應(yīng)用，如計算某一擋位下的電功率。

-電熱效應(yīng)的計算，例如，通過公式Q=Pt來計算電熱絲在某一時間段內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

2.教學(xué)難點(diǎn)

本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

-多擋位電路中的等效電阻計算，學(xué)生可能難以理解不同擋位下電阻的變化規(guī)律。例如，當(dāng)開關(guān)從一個擋位切換到另一個擋位時，如何計算整個電路的等效電阻。

-電熱效應(yīng)與電路參數(shù)之間的關(guān)系，學(xué)生可能難以將電功率和電熱效應(yīng)聯(lián)系起來，例如，如何根據(jù)電路的電流和電阻來計算發(fā)熱量。

-實(shí)際電路中電熱問題的復(fù)雜性和多變性，例如，如何處理電路中存在的非線性元件，以及如何考慮環(huán)境溫度對電熱效應(yīng)的影響。

-在實(shí)際操作中，如何準(zhǔn)確測量電流、電壓和溫度，以及如何利用測量結(jié)果進(jìn)行計算分析，這些都是學(xué)生需要克服的難點(diǎn)。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)方法與策略本節(jié)課將采用講授與討論相結(jié)合的教學(xué)方法，輔以案例研究和實(shí)驗(yàn)操作，以增強(qiáng)學(xué)生對多擋位電路電熱綜合計算的理解。首先，通過講授介紹多擋位電路的基本原理和電熱計算公式，確保學(xué)生掌握核心概念。接著，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行案例研究，分析具體電路圖，討論不同擋位下的電流、電壓和電功率變化。此外，設(shè)計實(shí)驗(yàn)活動，讓學(xué)生動手搭建電路，測量相關(guān)物理量，通過實(shí)際操作加深理解。在教學(xué)過程中，利用多媒體工具展示電路圖和動態(tài)模擬，增強(qiáng)視覺效果，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括多擋位電路的工作原理和電熱計算的PPT，以及相關(guān)的練習(xí)題。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：如“多擋位電路是如何實(shí)現(xiàn)不同功率輸出的？”“如何根據(jù)電路圖計算等效電阻？”

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺的作業(yè)提交功能，跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度和作業(yè)完成情況。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，理解多擋位電路的基本原理。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對問題進(jìn)行思考，嘗試解答，記錄疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和問題提交至在線平臺。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺，實(shí)現(xiàn)資源的共享和進(jìn)度的監(jiān)控。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過生活中的多擋位電器的使用案例，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解多擋位電路的電熱計算方法，結(jié)合具體電路圖進(jìn)行分析。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生分析不同擋位的電路圖，計算電流、電壓和功率。

-解答疑問：對學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答，確保學(xué)生理解難點(diǎn)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：學(xué)生參與小組討論，共同分析電路圖。

-提問與討論：學(xué)生提出自己的疑問，參與課堂討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解電熱計算的原理。

-實(shí)踐活動法：通過小組討論，讓學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用電熱計算方法。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組活動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)課堂內(nèi)容，布置相關(guān)的計算題和分析題，鞏固學(xué)生對多擋位電路電熱計算的理解。

-提供拓展資源：提供相關(guān)書籍和在線資源，讓學(xué)生進(jìn)一步了解電熱效應(yīng)的應(yīng)用。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生完成作業(yè)，加深對電熱計算方法的理解。

-拓展學(xué)習(xí)：利用提供的資源，進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：學(xué)生對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)方法和技巧。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程，提升學(xué)習(xí)效率。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生對多擋位電路電熱計算的理解和應(yīng)用能力。

-通過拓展學(xué)習(xí)，增加學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和認(rèn)識。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)習(xí)中的問題，促進(jìn)自我提升。教學(xué)資源拓展拓展資源：

1.拓展閱讀材料：提供《物理學(xué)中的電熱效應(yīng)》、《電學(xué)基礎(chǔ)知識》等書籍，這些書籍詳細(xì)介紹了電熱效應(yīng)的基本原理和應(yīng)用，以及相關(guān)的物理公式和計算方法。

2.視頻資料：推薦《多擋位電路工作原理》教學(xué)視頻，通過動畫和實(shí)例演示，直觀地展示多擋位電路的組成和電熱計算過程。

3.實(shí)驗(yàn)案例：收集一些經(jīng)典的電熱實(shí)驗(yàn)案例，如“電熱絲加熱實(shí)驗(yàn)”、“多擋位電熱水壺電路分析”等，供學(xué)生參考。

4.學(xué)術(shù)論文：提供一些關(guān)于電熱效應(yīng)在工程應(yīng)用中的學(xué)術(shù)論文，如“電熱效應(yīng)在新能源技術(shù)中的應(yīng)用”、“多擋位電路在電動汽車充電系統(tǒng)中的應(yīng)用”等。

拓展建議：

1.深入理解電熱效應(yīng)：

-學(xué)生可以通過閱讀《物理學(xué)中的電熱效應(yīng)》等書籍，深入理解電熱效應(yīng)的物理原理，包括焦耳定律、電功率和電熱效應(yīng)的關(guān)系等。

-建議學(xué)生關(guān)注電熱效應(yīng)在不同材料中的表現(xiàn)，以及如何通過改變材料屬性來調(diào)控電熱效應(yīng)。

2.掌握多擋位電路的工作原理：

-學(xué)生可以通過觀看《多擋位電路工作原理》教學(xué)視頻，直觀地了解多擋位電路的組成和不同擋位下的電流、電壓和功率變化。

-建議學(xué)生結(jié)合視頻內(nèi)容，自己動手繪制不同擋位的電路圖，并計算相關(guān)物理量。

3.實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析：

-學(xué)生可以參考實(shí)驗(yàn)案例，進(jìn)行電熱絲加熱實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄溫度變化和電功率的關(guān)系。

-建議學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，探討電熱效應(yīng)在不同條件下的變化規(guī)律，如溫度對電阻的影響等。

4.探索電熱效應(yīng)的應(yīng)用：

-學(xué)生可以閱讀學(xué)術(shù)論文，了解電熱效應(yīng)在新能源技術(shù)、電動汽車充電系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-建議學(xué)生思考電熱效應(yīng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如電熱水器、電暖器等，并探討其節(jié)能和環(huán)保的可能性。

5.拓展物理知識面：

-學(xué)生可以通過閱讀《電學(xué)基礎(chǔ)知識》等書籍，復(fù)習(xí)和鞏固電流、電壓、電阻等基本概念，為電熱計算打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

-建議學(xué)生關(guān)注物理學(xué)科的前沿動態(tài)，了解電熱效應(yīng)在科學(xué)研究中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢。

6.學(xué)科交叉學(xué)習(xí)：

-鼓勵學(xué)生將電熱效應(yīng)的知識與數(shù)學(xué)、化學(xué)等相關(guān)學(xué)科進(jìn)行交叉學(xué)習(xí)，如利用數(shù)學(xué)模型分析電熱效應(yīng)的規(guī)律，或探討電熱效應(yīng)在化學(xué)合成中的應(yīng)用。

-建議學(xué)生參加學(xué)科競賽或研究性學(xué)習(xí)項目，將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題中，提高綜合應(yīng)用能力。教學(xué)反思與總結(jié)回顧這節(jié)課的教學(xué)過程，我深感教學(xué)是一個不斷學(xué)習(xí)和改進(jìn)的過程。在教學(xué)方法、策略和管理方面，我有一些心得體會，也有一些需要反思和改進(jìn)的地方。

在教學(xué)方法的運(yùn)用上，我嘗試了自主學(xué)習(xí)、講授法和實(shí)踐活動法等多種教學(xué)方法。通過讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)和自主探索，我發(fā)現(xiàn)他們對于新知識的接受能力有了明顯的提高。課堂上，我通過生動的案例和詳細(xì)的講解，幫助學(xué)生理解多擋位電路的電熱綜合計算。同時，我也設(shè)計了小組討論和實(shí)驗(yàn)操作等實(shí)踐活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識。這些教學(xué)方法的有效運(yùn)用，使得課堂氛圍活躍，學(xué)生的參與度較高。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處。在課堂管理方面，有時對學(xué)生的引導(dǎo)不夠細(xì)致，導(dǎo)致部分學(xué)生在討論和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了偏離主題的情況。此外，對于一些基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，我在課堂上的個別提問可能沒有給予他們足夠的思考和回答的時間，這使得他們在學(xué)習(xí)過程中感到一定的壓力。

在教學(xué)策略的選擇上，我注重了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。通過課前預(yù)習(xí)和課堂討論，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到了提升。同時，小組合作學(xué)習(xí)使得學(xué)生能夠在互動中加深對知識的理解。但是，我也意識到在實(shí)施小組合作學(xué)習(xí)時，需要更加細(xì)致地分組，確保每個學(xué)生都能在小組中發(fā)揮作用。

對于本節(jié)課的教學(xué)效果，我認(rèn)為學(xué)生在知識、技能和情感態(tài)度等方面都有了一定的收獲和進(jìn)步。他們不僅掌握了多擋位電路的電熱綜合計算方法，而且通過實(shí)驗(yàn)操作，對電熱效應(yīng)有了更直觀的認(rèn)識。在情感態(tài)度上，學(xué)生對物理學(xué)科的興趣有所提高，對科學(xué)探究的態(tài)度更加積極。

當(dāng)然，教學(xué)中也存在一些問題。例如，部分學(xué)生在電熱計算的公式運(yùn)用上還存在困難，需要我在今后的教學(xué)中加強(qiáng)對這部分內(nèi)容的講解和練習(xí)。此外，對于實(shí)驗(yàn)操作的引導(dǎo)，我需要更加細(xì)致，確保每個學(xué)生都能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并得出準(zhǔn)確的結(jié)論。

針對這些問題和不足，我計劃采取以下改進(jìn)措施和建議：

1.加強(qiáng)對基礎(chǔ)薄弱學(xué)生的個別輔導(dǎo)，確保他們能夠跟上教學(xué)進(jìn)度。

2.在課堂提問時，給予學(xué)生更多的思考和回答時間，鼓勵他們積極參與。

3.在小組合作學(xué)習(xí)中，更加細(xì)致地分組，確保每個學(xué)生都能參與其中。

4.在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，提供更加詳細(xì)的操作指南，并加強(qiáng)現(xiàn)場指導(dǎo)。

5.在課后，提供更多的拓展資源和學(xué)習(xí)建議，幫助學(xué)生鞏固知識并拓寬視野。典型例題講解【例題1】

某多擋位電熱水器，其電路圖如右圖所示（假設(shè)未提供圖，描述電路圖情況）。當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開時，電熱水器工作在低擋位；當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時，電熱水器工作在高擋位。已知電熱水器在低擋位時的功率為P1，在高擋位時的功率為P2。求電熱水器在低擋位和高擋位時的等效電阻之比。

【答案】

設(shè)電熱水器低擋位時的等效電阻為R1，高擋位時的等效電阻為R2。根據(jù)功率公式P=UI=I2R，可得：

P1=I12R1

P2=I22R2

由于電流I1和I2在低擋位和高擋位時不同，但電壓U不變，因此：

I1=U/R1

I2=U/R2

將I1和I2代入P1和P2的表達(dá)式中，得到：

P1=(U/R1)2R1=U2/R1

P2=(U/R2)2R2=U2/R2

由此可得等效電阻之比：

R1/R2=P2/P1

【例題2】

一個電熱器在220V電壓下工作時的功率為1000W。如果將電壓降低到110V，假設(shè)電熱器的電阻不變，求電熱器在110V電壓下的功率。

【答案】

根據(jù)功率公式P=UI=U2/R，可得：

P1=U12/R

P2=U22/R

由于電阻R不變，因此：

P2/P1=(U22/R)/(U12/R)=U22/U12

將U1=220V，U2=110V代入，得到：

P2/P1=(1102)/(2202)=1/4

所以，電熱器在110V電壓下的功率為：

P2=P1/4=1000W/4=250W

【例題3】

一個電熱器在正常工作時的電流為10A，電阻為44Ω。求電熱器正常工作時的功率和發(fā)熱量（假設(shè)工作時間為1小時）。

【答案】

根據(jù)功率公式P=UI=I2R，可得：

P=I2R=102*44=4400W

發(fā)熱量Q=Pt，其中t=1小時=3600秒，因此：

Q=P*t=4400W*3600s=15840000J

【例題4】

一個多擋位電熱水壺，低擋位時的功率為500W，高擋位時的功率為1000W。如果電熱水壺在低擋位工作時的電流為5A，求電熱水壺在高擋位工作時的電流。

【答案】

設(shè)電熱水壺在低擋位時的電阻為R1，在高擋位時的電阻為R2。根據(jù)功率公式P=UI=I2R，可得：

P1=I12R1

P2=I22R2

由于低擋位時的電流I1=5A，功率P1=500W，因此：

R1=P1/I12=500W/25A2=20Ω

由于電熱水壺的電阻在高擋位和低擋位時不變，因此R2=R1。所以：

P2=I22R2

1000W=I22*20Ω

I22=1000W/20Ω

I2=√(1000W/20Ω)=√50A2=5√2A≈7.07A

【例題5】

一個電熱器在220V電壓下工作時的功率為1500W。如果將電壓降低到110V，假設(shè)電熱器的電阻不變，求電熱器在110V電壓下的工作電流。

【答案】

根據(jù)功率公式P=UI=U2/R，可得：

P1=U12/R

I2=P2/U2

由于電阻R不變，因此：

I2/I1=(U2/U1)*(√P2/P1)

將U1=