13.3电流的热效应 教学设计 2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦电流热效应、影响因素及焦耳定律，以AI生成的电暖器、手机充电等动态生活场景导入，承接欧姆定律、电功知识，为安全用电铺垫，通过情境、问题、实验支架引导学习。 亮点在于AI深度融合，用虚拟实验突破器材限制，AI数字人讲解焦耳定律，科学探究中运用控制变量法和转换法，结合电热应用与防护实例，培养科学探究、科学思维和科学态度，助力学生知识应用，提升教师教学效率。

电流的热效应”教学设计 一、教材分析 1. 教材定位 本节课位于初中物理九年级“电学”模块，是“欧姆定律”“电功与电功率”的延伸内容。既承接电路、电阻等前置知识，又为后续“安全用电”等学习铺垫，是电学知识应用的核心节点。 教材以电暖器、电热水壶等生活实例引入电流热效应，通过实验探究影响电流热效应的因素；知道焦耳定律，以及电热的应用及危害，清晰体现“从生活到物理，从物理到应用”的编排逻辑。 2. AI融合价值 AI工具为课堂教学提供有力支撑：面对器材短缺导致的实验开展难题，虚拟实验可将“探究影响电流热效应的因素”的过程可视化、具象化，助力学生理解；同时，“生活场景库”“数字人互动”等功能可创新课堂形态，提升趣味性，充分调动学生学习积极性。 二、学情分析 学生已掌握电流、电阻、电路连接等电学基础概念，对电热器的能量转化（电能转化为内热）有一定生活感性认知，但对“电流与热量的定量关系”理解薄弱，逻辑推理能力仍处于初步发展阶段；同时，学生对虚拟实验、互动平台等教学工具兴趣浓厚，不过操作熟练度存在差异，部分学生需引导适应。 三、教学目标 1物理观念.知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的关系。知道焦耳定律的内容，会利用其进行简单的计算。 2科学探究.通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，进一步体会控制变量和转化的方法。经历科学探究过程，学会分析实验数据并归纳得出实验结论，培养严谨的科学态度。 3科学态度与责任.通过学习电流热效应的应用实例和危害，培养理论联系实际、分析 和解决实际问题的能力，体会物理知识对生产、生活的重要意义。 四、教学重点和难点 1.教学重点:影响电流热效应的因素，焦耳定律及相关计算。 2.教学难点:实验探究导体产生的热量与哪些因素有关，用焦耳定律解释生产、生活中的一些现象。 五、教学资源 国家中小学教育智慧教育平台、豆包、即梦AI 六、教学流程图 七、教学活动： 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一： 情境创设 展示豆包AI生成的动态生活场景：电暖器工作时发热、手机充电时机身变烫、电水壶烧水时发热。 提问引导：“这些用电器释放的热量从何而来?用电器释放热量的多少是否有规律可循? 1.观察并描述发热现象 2.结合经验推测热量的来源 用AI生成生活场景，激发学生学习物理的兴趣。 环节二： 问题驱动 任务一：电流的热效应 事实表明，电流通过导体时产生热量，将_______转化为_______，这种现象叫做_______。 任务三：焦耳定律 1.首先，教师利用即梦AI以物理学家焦耳为原型的数字人，与同学们对话，重点介绍焦耳定律。 电流通过导体产生的热量跟_______的平方成正比，跟导体的_______成正比，跟_______成正比。这个规律叫作_______定律。用公式表述：Q=_______。公式中电流I的单位是_____，符号为_____，电阻R的单位是_____，符号为_____，通电时间t的单位是_____，符号为_____，热量Q的单位是_____，符号为_____。 2.教师引导学生理解只有在纯电阻电路中，如白炽灯、热水壶等电热器工作时，才有W=Q;而在一些非纯电阻电路中，如电风扇、电视机、洗衣机等工作时，W>Q;但是在任何电路中，只要有电阻，通过电流时它就一定会产生热量。 练一练：通过110Ω电阻丝的电流是2A，通电1min产生的热量是多少？ 任务四：电流热效应的应用及危害 教师提问： 生活中哪些用电器是利用电热工作的？以及生活中人们是如何防止电热造成不良影响的？请各举1-2个例子说明。 1.电热的利用 实例：电热蚊香器、电熨斗、电烤箱、利用电热孵化器孵小鸡等 优点：清洁卫生、热效率高，控制方便 2.电热的防止 实例：笔记本散热孔、电动机散热片、散热风扇。 危害：绝缘材料迅速老化、损坏，严重的甚至引起火灾，要通风散热。 结合生活实际，阅读课本内容，完成相应练习。 认真聆听AI数字人介绍，积极思考并完成填空，之后可小组交流讨论答案。 学生结合实例区分纯电阻与非纯电阻电路，归纳W与Q的关系，交流能量转化疑问。 学生结合教师提问，列举生活中利用电热的用电器与防止电热危害的措施。 培养学生自主学习能力，明确电流热效应的概念 1.借助AI数字人，增加课堂趣味性与科技感，激发学生学习兴趣; 2.通过填空任务，引导学生主动梳理、掌握焦耳定律的内容及各物理量的单位，加深对知识的理解与记忆。 锻炼学生归纳与思辨能力。 让学生联系生活实例，理解电流热效应的实际应用与防护方法，强化物理知识与生活的关联，提升知识应用能力。 环节三： 探究实践 任务二：探究影响电流热效应的因素 一、问题与猜想 猜想1：电热水壶刚通电时，水并不能立即沸腾，而需要一定的时间。 猜想2：电热水壶通电后，电热丝和导线通过的电流、通电时间相同。电热丝会产生大量的热量将水烧开，而导线产生的热量却很少。 猜想3：如果电热水壶工作时，通过电热丝的电流变得比原来小，它还能像平时一样快速把水烧开吗？ 以上的现象说明电热丝产生的热量多少与什么因素有关?有什么样的关系? 除了以上影响因素外，请你猜想一下:还有什么因素会影响电流通过导体产生热量的多少? 二、制定方案 教师引导学生基于猜想，确定“控制变量法”、“转换法”实验设计思路，并指导学生开展数字化虚拟实验操作。 实验一：探究热量与通电时间的关系。 实验步骤:用一根铜丝给一定质量的液体加热，在保持通电电流相同的情况下，探究通电导体产生的热量与加热时间的关系。 实验二：探究热量与电阻的关系。 实验步骤:将两个不同阻值电阻串联，闭合开关，观察两支温度计的变化。 实验三：探究热量与电流的关系。 实验步骤:将两个阻值相同的电阻接入同一电路中，闭合开关，两者通过的电流大小不同，观察两支温度计的变化。 三、收集证据 1.通电时间越长，铜丝产生的热量越多，液体的温度逐渐升高。 2.当两个不同电阻串联，通过的电流相同时，电阻越大，产生热量越多，液体温度升高越快。 3.当两个相同的电阻流过的电流不同时，电流越大，产生热量越多，液体温度升高越快。 四、实验结论： 1.电流和电阻大小相同时，通电时间越长，产生的热量越多。 2.通电时间和电流大小相同时，电阻越大，产生的热量越多。 3.通电时间和电阻大小相同时，电流越大，产生的热量越多。 学生结合生活现象猜想影响因素，小组梳理变量后，用控制变量法、转换法设计实验，完成虚拟实验并记录数据，最后分析数据归纳规律、反思实验。 引导学生结合生活经验提出猜想、明确电流产热的影响变量；通过小组合作，用控制变量法等设计并完成虚拟实验，在数据记录与分析中锻炼科学探究能力，既以完整探究流程渗透科学素养，也借拓展猜想启发发散思维，助力学生实现从生活观察到物理规律探究的认知提升。 环节四： 反思评价 1.引导学生回顾“生活现象→猜想→实验→规律→应用”的学习逻辑； 2.提问：控制变量法、转换法在实验中如何用？ 3.焦耳定律在纯/非纯电阻电路如何应用？ 1.梳理知识框架，回顾学习思路； 2.小组讨论反思问题，明确疑点； 3.参与互评，学习他人优点，反思自身不足。 构建知识体系，强化科学方法理解；通过互评和点评，帮助教师掌握学情。 巩固练习 习题来自智慧教育平台习题库 1.“220V60W”电风扇、电烙铁，电视机正常工作相同的时间，产生的热量最多的是（ ） A.电风扇 B.电烙铁 C.电视机 D.一样多 2.一个电热杯标有“220V900W”字样，此电热杯正常工作2s消耗的电能是多少？1min内产生的热量是多少？ 作业安排 同步练习册：107---108页 板书设计 1 学科网（北京）股份有限公司 $