(新)人教版物理九年级下《第1课时 磁场对通电导体的作用》公开课(教案)

第1课时磁场对通电导体的作用
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道磁场对通电导体的作用.
2.知道通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关.
二、过程与方法
1.通过演示，提高学生分析概括物理规律的能力.
2.通过制作模拟电动机的过程，锻炼学生的动手能力.
三、情感、态度与价值观
1.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.
2.在与小组成员一起探索过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.
【教学重点】
磁场对电流的作用.
【教学难点】
1.分析概括通电导体在磁场中的受力方向跟哪两个因素有关
2.理解通电线圈在磁场里为什么会转动.
【教具准备】
U形磁铁、电源、导线、开关、金属支架、线圈等.
【教学课时】
1课时
【稳固复习】
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局部难题讲解)，加强学生对知识的稳固.
【新课引入】
我们一起来回忆一下奥斯特电生磁的实验，哪位同学可以表达一下奥斯特的实验过程及结果？
生:丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现当导线中有电流通过时，它附近的磁针指向发生了偏转，这个意外的现象引起了奥斯特极大的兴趣，他又继续做了许多实验，终于证实了电流的周围存在着磁场.
师答复得很好.让我们一起回过头来看看奥斯特的实验(用多媒体课件展示奥斯特实验的实验装置及结论). 奥斯特是用一根小磁针放
在通电导线的旁边发现了小磁针会受到力的作用，而且电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变.那么我们反过来想一下，假设通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？〔板书课题〕【进行新课】
知识点磁场对通电导体的作用
学生思考、讨论教师提出的问题，并答复.
生: 我想会.因为奥斯特的实验证明了通电导线可以产生磁场，而且我们也知道了通电螺线管产生的磁场就相当于一个条形磁铁的磁场.那么把通电导线放在磁场中也就相当于把两个磁铁放在一起，肯定会有力的作用.因为两个磁体之间是可以相吸或相斥的.
师这个同学的猜想听起来很有道理，但是正不正确呢？我们应该怎样去判断？
生:用实验去验证.
师那么我们应该怎样去设计这个实验呢？请同学们再讨论一下，给出一个比较好的方案来.
(巡回听取学生讨论的方案)
师请小组代表把你们讨论的结果告诉大家.
生1:因为我们考虑到问题是要验证通电导线在磁场中有没有受到力的作用.所以我们想到实验必须有一条通电的导线，选择器材时就应该有导线，电源和开关;另外还要有提供磁场的条形磁铁.把通电导线放在磁场中看它能不能受到力的作用.
生2:我们的方案和他们的大致相同.但是我们觉得用U形磁铁可能更好些，因为U形磁铁内的磁场集中些.还有我们觉得那根通电导线最好能用一个支架把它支起来，使它可以自由地摆动，这样才能更好地观察.
师你们是根据什么想到这一点的呢？
生2:我们是根据奥斯特的实验想到的.其中的小磁针不也是可以自由转动的吗？
师同学们设计的方案都很好，特别是这组的同学考虑得非常全面，而且有根有据的.
(鼓励学生深入、严谨地思考，激发学生积极主动地探究)
师那么同学们看看我的这套实验仪器能不能验证你们的猜想呢？
(拿出演示实验仪器)
师〔介绍实验仪器〕像刚刚那位同学说的，为了使通电导线能自由地摆动，我们给它做了个导轨.〔安装好实验装置〕导线&放在磁场里，我们把开关合上，请同学们认真观察这根导线看它会怎么样？〔闭合开关，演示实验〕
师同学们看到了什么现象.
生:导线运动了.
师怎么运动？
生：向左运动.
师那么这个实验说明了什么问题？
生:说明了导线在磁场中可以运动.
师能不能说得更完善些.
生1:应该是通电导线在磁场中可以运动.
生2:说明了通电导线在磁场中会受到力的作用，没有力的作用导线就不会运动.
师这位同学总结得很好，得到的结论也比较全面.
师刚刚我们用实验验证了我们的猜想，我们的实验现象也很明显，导线是运动了，而且是向左运动的.那么同学们再思考一下，奥斯特改变电流方向，小磁针的转动方向也改变了.我们这里的导线是不是永远向左运动的呢？怎么样去验证你的想法？
生:可以改变电流的方向来看看导线的运动方向有没有改变.
生:可以保持电流方向不变，改变磁场方向来看看导线的运动方向有没有改变.
师那我们再用实验来验证这些同学的想法.
(先改变电流方向，示意学生看现象;保持原来的电流方向，再改变磁场方向)
师同学们观察到了什么现象？由此又说明了什么？
生:看到导线的运动方向改变了，说明了改变电流或者磁场的方向，通电导线的运动方向也会改变.
师换句话说就是通电导线受到磁场力的方向跟电流和磁感线的方向都有关系.
师刚刚我们是把一根通电导线放在磁场中发现它会受到力的作用.那么假设我们不是放一根导线，而是把整个线圈放到磁场中，又会怎么样呢？
(演示把线圈放到磁场中的实验)
师可以观察到，线圈转动了起来，那么同学们可以讨论一下:为什么线圈是转动而不是直线运动呢？
生：〔讨论后总结〕由于导线两边的电流方向是不一样的，那么它们受到的力也就不一样了，就像一个框被相反的力扭动一样，所以只能是转动的.
师总结得很好.其实电动机的原理就是这样的，是用电来使线圈转动，然后带动机器转动的.下面我们就来做这个“小小电动机〞实验，看看电动机是怎样转起来的.并且思考一下电动机为什么能不停
地转动，这和我们的实验器材的结构有没有关系？
生：〔动手做实验，探究电动机的转动，记录实验现象并思考问题〕
师好了，刚刚我们通过实验也验证了我们开始的猜想.那么同学们在做实验的时候有没有注意到我们的实验器材有什么特别的地方呢？
生:线圈引线一端的漆皮全部刮掉了，另一端只刮上半周或下半周.
师对，这是实验的特别之处，同学们回去想一下，为什么要这样做，假设把两端漆皮全部都刮去的话，又会怎么样呢？〔让学生先回去思考〕
师同学们你们在学完这节课后，有什么收获呢？
生1:我知道了通电导线在磁场中会受到力的作用.
生2:我还知道了我们有了设想之后一定要用实验去验证.
【教师结束语】
这节课我们能获得那么多知识，和同学们善于思考是离不开的.同学们在讨论问题时都很认真，并且还能联系我们以前学过的东西去想问题，也越来越善于由看到的实验现象总结出实验的结论，语言表
.
.
1.这节课在教学中想方设法让学生参与到科学探究活动中.在探究的具体事例中，发现问题，寻找解决方法.让学生带着问题去观察、思考，在获得大量信息的根底上进行交流，解释、归纳、总结形成一定的认识，主动获取了一些有价值的知识.
2.本课中活动设计，问题的引出和讨论交流，都能从学生的实际出发，引导学生去做、去说、去思、去发现，激发了学生的探究兴趣和探究欲望，调动了学习积极性，课堂非常活泼.学生在学习过程中，很自
然的提高了科学素养.
第2课时
【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、电炉子〔或酒精灯〕、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】1.5课时
【稳固复习】
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局部难题讲解〕，加强学生对知识的稳固.
【新课引入】
教师利用多媒体播放一段中央电视台一天的天气预报的录相片段，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.
【进行新课】
知识点1认识比热容
1.探究水吸收的热量跟哪些因素有关
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.〕
学生回忆并思考，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，温度升高多些;加热时间短时，温度升上下些……
教师引导学生互相交流、讨论，对答复不完善的地方可补充完善、分析归纳、得出结论.
板书：
〔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.
2.探究物体吸收的热量与物质种类有关——比热容
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？或者说物体吸收热量的多少是否还跟其他因素有关？
学生猜想：物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关.
教师引导学生制定方案与设计实验：
〔1〕引导学生选择器材：教师为同学们提供了水、食用油或沙子三种物质，同学们可任意选择.
〔2〕引导学生拟定方案：怎样确定水和食用油〔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.
教师参加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，择优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〔如沙和水〕，让它们升高相同的温度，比较加热时间.〔实验装置如下列图，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.
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.
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食用油〔或沙子〕？
b.你们怎样使食用油〔或沙子〕内、外温度到达一致？
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，假设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.
根据实验数据学生不难得出物体吸收热量的多少与物质种类有关的结论.
师为了表示不同的物质，质量相同时，升高相同的温度，吸收热量的多少，物理学中引进物理量——比热容.
注意：要在相同条件下比较，即必须让质量相同，温度升高度数也相同，故质量都取单位质量〔1kg〕，温度都取升高1℃，比较起来最为方便.〔让学生类比密度的定义方法，用比值定义法给比热容下定义〕
板书：
(1)一定质量的某种物质，在温度升高〔或降低〕时吸收〔或放出〕的热量与它的质量和升高〔或降低〕的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容.用符号c 表示.
(2)单位:焦每千克摄氏度，符号J/(kg·℃).
3.比热容是物质的属性
教师请同学们阅读教材P12页《小资料》并思考，可以发现有什么规律？
学生分析、讨论答复：不同物质的比热容不同；水与冰的比热容不同；水的比热容最大；泥土比水的比热容要小……
板书：
比热容是反映物质自身性质的物理量〔即是物质的属性〕，物质种类不同，
比热容一般不同.
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：〔齐声答复〕不变.
课堂演练
完本钱课时对应课堂练习.
知识点2水的比热容
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，水的温度变化慢些，煤油〔或沙子〕温度上升得快些.
师同学们答复得很好，下面请同学们阅读教材P12页的《小资料》和P13
页的《想想议议》，说说在生活、生产中如何应用水的比热容.
生思考、分析、发表看法：因为水的比热容与其他的液体相比要大得多，这样水在降低相同温度时，放出的热量多些.生活中汽车用水作为冷却剂.春天，农民伯伯育秧苗，每到黄昏往田间灌水，防止秧苗在夜间被冻坏；而白天放出秧田里的水，便于晒田，促进秧苗生长.
师真棒！大家分析得很对，请大家课后阅读教材P12~P13页的最下面两段文字，思考为什么内陆地区的温差比沿海地区的大.
课堂演练
完本钱课时对应课堂练习.
【课堂交流、小结与延展】
师同学们，我们通过本节课的学习，理解了比热容的概念，学会了利用比热容知识解释一些自然现象，还明白了比热容与我们人类生产、生活密切相关.你们还有哪些收获呢？请相互交流、讨论.
生1：通过学习，我明白了不同物质的吸热本领不同，水的吸热本领最强.
生2：通过学习，我们明白物质吸收热量的多少与物质的种类、质量和升高的温度有关.
生3：表示不同物质的吸热或放热能力用比热容这个物理量.比热容是反映物质自身性质的物理量，每种物质都有自己的比热容，它与温度、质量、体积都没有关系.
生4：在生产、生活中，为什么经常用水作为取暖剂〔或冷却剂〕，原因是水的比热容最大，在质量相当，变化相同的温度时，水与其他物质相比，水吸收热量多；换句话说，降低相同的温度时，水放出的热量要多些.
生5：质量相当的沙子和海水，接收太阳光的照射吸收的热量相同时，由于沙子的比热容大约只有水的1/4，因此，沙子升高的温度大约是水升高温度的4倍.所以，炎热的夏天，我们赤脚走在海滩上，感觉沙子热烫热烫的，而海水却是凉凉的，就是这个道理.
生6：为了保护大自然，为了保护我们人类的生存环境，防止热污染，我们要提倡低碳生活，树立节能环保意识.同学们，行动起来吧！
……
【教师结束语】
同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们知道了不同物质的吸热本领不同，知道了物质吸热的多少取决于物质的种类、质量和变化的温度.而且明白了水的比热容较其他物质的比热容大，这点在生产、生活中得到广泛的应用.自然界中不同地区的气候变化与这有着很大的关系.大家深深体会到，物理是与现实生活密切相关的一门学科.只要大家平时多关注生活、留心观察生活中的现象，勤于思考，就会轻松地学好物理.好，谢谢大家！
课后作业
完本钱课时对应课后练习.
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，效劳于生活，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.
利用水的比热容大来冷却或取暖
〔1〕水冷系统的应用
人们很早就开始用水来冷却发热的机器，在电脑CPU散热中可以利用散热片与CPU核心接触，使CPU产生的热量通过热传导的方式传输到散热片上，然后利用风扇将散发到空气中的热量带走.但水的比热容远远大于空气，因此可以用水代替空气作为散热介质，通过水泵将内能增加的水带走，组成水冷系统.这样CPU产生的热量传输到水中后水的温度不会明显上升，散热性能优于上述直接利用空气和风扇的系统.
热机〔例如汽车的发动机，发电厂的发电机等〕的冷却系统用水作为冷却剂，也是利用了水的比热容大这一特性.
〔2〕农业生产上的应用
水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌〞的方法，即黄昏在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉.根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用.
〔3〕热水取暖
冬季供热用的散热器、暖水袋.。