第4节探究焦耳定律

1、第4节探究焦耳定律【教学目标】知识与技能1、知道电流的热效应2、知道焦耳定律3、知道电热的利用和防止过程与方法通过探究，知道电流通过导体产生的热量与什么因素有关 情感态度与价值观1、通过学习电热的利用和危害，学会辩证地看待问题2、通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识【教学重难点】重点 焦耳定律难点 探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。【导学过程】【创设情景，引入新课】、导入新课观察下面四个电器，回答问题：（1）图中四个用电器通电时都会产生什么现象？（2）说明电流在工作过程中消耗的电能转化成了什么能?* K -,L总结得出：电流通过导体时电能转化成热能，这个现象叫电流的热效应。 现象：给

2、电炉通电时，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不热。 同学们有没有考虑过这样的问题：导线和电炉丝中流过的电流相同吗？导线和电 炉丝产生的热量相同吗？今天我们就一起来探讨电流经过用电器时产生的热量 与什么因素有关。【自主预习案】一、电流的热效应（1）图中四个用电器通电时都会发生什么现象？这种现象叫 做。（2）说明电流在工作过程过程中消耗的电能转化成什么形式的能了？（3）列举你熟悉的类似的实例。二、焦耳定律1、电流通过导体产生的热量跟通过导体的 的方成正比，跟通电2、 Q =l2Rt，Q表示产生的，单位是正比，跟通过导体 成正比。过导体的，单位是； R表示位是； t表示 位是位要一致！3、

3、研究焦耳定律时，采用三、电热的利用与防止（1）电热器是利用电流的. 热毯等。;I表示通 单 ，计算时单法和制成的加热设备，如：电热水器、优点：清洁卫生没有环境污染、热效率高、方便控制和调节温度。，都（2）电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装 _是为了【课堂探究案】探究点1:电流通过导体产生的热量与什么因素有关？1、提出问题 引导学生，提出问题：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？2、猜想引导学生进行猜想3、设计实验问：要研究与多个因素是否有关时，我们得采用什么研究方法？（控制变量法）。 课件展示：实验一、研究电流产生的热量与电阻的关系问：实验中要控制 _相同，使_不同。如何控制电流

4、和通电时间相同？ 如何比较电流通过导体产生热量的多少？引导学生讨论实验步骤4、进行实验5、得出结论：1、在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热 量越多。实验二、探究电流产生的热量与电流的关系问：实验中要控制 相同，使不同。如何改变通过导体的电流？引导学生讨论实验步骤得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。 引导学生得出结论：在电流和电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。引导学生得出焦耳定律探究点2:电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电 饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电功等于电热，

5、即W=UIt =I 2Rt = t.同理 P=UI=I2R= RR(2) 在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池 充电、日光灯等I这时电路消耗的电能，即 W=UIt分为两部分，一大部分转化 为其他形式的能(例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能)；另一小部分不可避免地转化为电热 Q=l 2Rt (电枢的电阻生热).这里W=UIt不再等 于Q=I 2Rt，应该是W=E 其他+ Q(3) 电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UI=I 2R t=U_t ;在

6、非纯电阻电路中，电功大于电热，WQ这时电功只能R用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。例1 一台电风扇，内阻为20 Q ,接上220 V电压后，消耗功率66 W,问:(1) 电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2) 电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多 少？电动机的效率是多少？(3) 如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电 流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？解答(1)因为P 入=IU所以 I = P 66- A=0.3 AU 220(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P内=i2r=o.32 X20 ff

7、=L8 ff电风扇正常工作时转化为机械能的功率P机=P入-P内=66 w-k8 ff=64.2电风扇正常工作时的效率n =64 X1O二97酰66(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流 宀竺口UR 20电动机消耗的电功率P=IU=11X 220 W=2420电动机发热功率P 内=i2R=ii2X2(B=2420ff【当堂训练案】1、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A. 电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多U 2B. W=Ult适用于任何电路，而 W = |2Rt=t只适用于纯电阻的电路RC在不是纯电阻的电路中，UI I2RD.焦耳热

8、Q =l2Rt适用于任何电路2、一个直流电动机所加电压为 U,下述错误的是()A.电动机的输出功率为 C.电动机的输出功率为3. 下图电路中，电灯Li、 40V” .将A B两端接入电源，最暗的灯是电流为I，线圈内阻为R，当它正常工作时,/ R2IU-I RL2都标有BD “ 220V,.电动机的发热功率为i2r.电动机的功率可写作iu=i2r=U/r100V” ；电灯 L3、L4 都标有“ 220V, ()L2LlA _区TA. LiB . 1_2C . 1_34. 把两个相同的电灯分别接在图D. L4中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，可以断定()&V-甲16V乙A. P甲巳B. P甲 P乙C. P甲=F乙D.无法确定都为R,设通过它们的电流)电动机消耗的功率大于电炉消耗的5、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同, 相同(电动机正常运转)，则在相同时间内(A.电炉和电动机产生的热量相同B.功率电炉和电动机两端电压相等C. 电炉两端电压小于电动机两端电压D.6有一电风扇上标有“ 220V,55V”，若风扇的电动机线圈电阻为 8Q,当它正 常工作时：(1).电