2019年九年级物理全册13.4电流的热效应教案（新版）北师大版.docx

13.4 电流的热效应 1.在观察实验的基础上引出焦耳定律.2.知道电流的热效应,知道利用和防止电热的场合和方法.3.理解焦耳定律的内容、公式、单位,并且会运用公式进行简单的计算.4.知道科学研究中常用的转换法和控制变量法在本节实验中的运用.【重点难点】重点:电流产生的热量跟电阻、电流、通电时间的关系.难点:理解焦耳定律.【新课导入】 导入1:情景导入 多媒体展示图片:用电器.师:这些用电器通电后都有一个共同的现象,想一想是什么?生:发热.师:对!这些热量都是通过电能得来的,电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应.本节我们来学习有关电热的知识.导入2:实验导入演示实验:将如图所示三个用电器同时接入电路中,一段时间后,让学生感觉体验:电炉丝已经发烫,灯泡有些热,电风扇只是微微有热感.师:为什么都是用电器,它们产生的热量会有这么大的差别呢?学习了本节内容,你们就明白了.导入3:设疑导入师:我们家里都有电饭锅、电熨斗,你们有没有发现这样一个问题,连接它们的电线与它们是串联的,也就是说,通电时,通过导线和用电器的电流是相同的,那为什么当电饭锅、电熨斗发热、发烫时,而这些电线却不怎么热呢?学生产生疑问.师:通过本节的学习,我们就可以解决这些问题了.【课堂探究】 一、电流的热效应1.电流热效应的定义实验1:灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?想想为什么.实验2:电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分,有什么感觉?想想为什么.结论:以上实验表明:电流通过导体时,导体会发热,这种现象叫做电流的热效应.2.探究:电流通过导体时产生的热的多少跟什么因素有关.演示实验:接通电炉丝,让学生用手摸跟电炉丝连接的导线,感觉温度的高低.(1)提出问题:电炉丝和导线是串联的,电流相同,为什么电炉丝非常热而导线几乎不热呢?(2)猜想:电流通过导体时产生的热的多少可能跟电阻有关.(3)设计方案注意事项:(1)实验方法:(2)实验器材:如图(3)怎样做到:a.探究电热跟电阻的关系;b.探究电热与电流的关系;c.探究电热与通电时间的关系.(4)进行实验.(5)分析实验数据,得出结论.在电流和电阻相同时,通电时间越长,液体温度升高得越高,电流产生的热量越多.在电流和通电时间相同时,电阻越大,液体温度升高得越高,电流产生的热量越多.在通电时间和电阻相同时,电流越大,液体温度升高得越高,电流产生的热量越多.二、焦耳定律电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系可用焦耳定律描述.1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.2.表达式为:Q=I2Rt.要求学生说出:公式中字母的含义和国际单位分别是什么?变形公式有哪些?3.例题:一台额定电压为220 V的电炉,电炉丝电阻为55 ,正常工作5 min,电炉丝产生的热量是多少?三、电热的利用和防止1.观察:如图所示,(a)是一台电动机,(b)是一台电视机.电动机的外壳制成许多皱折形状,电视机的外壳后有许多孔窗.这种形状或结构对电动机和电视机有什么好处?2.观察下图,哪些电器是利用电流的热效应来工作的?1.下列用电器中,利用电流热效应工作的是(B)A.电视机B.电热毯C.电风扇D.电脑2.如图所示,把电阻丝和刮去绝缘皮的铜导线串联在由学生电源供电的低压电路中,把两片相同的纸分别绕在电阻丝和铜导线上,通电一段时间后电阻丝使纸片燃烧,而与它串联的铜导线却没有使纸片燃烧,发生这种现象是因为(C)A.通过电阻丝的电流大,而通过铜导线的电流小B.铜导线是导体,导体都没有电阻C.电阻丝的电阻比铜导线的电阻大得多D.电阻丝的通电时间比铜导线长3.在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时,采用了如图所示的实验装置.这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与(B)A.导体的电阻的关系B.通过导体的电流的关系C.导体的长度的关系D.通电时间的关系4.将阻值分别为50 和30 的甲、乙两电阻串联后接在电源上,相同时间内,甲、乙两电阻产生的热量之比为53;若将甲、乙两电阻并联后接在同一电源上,相同时间内,电流通过甲、乙两电阻做功之比为35.5.在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采取了如图所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气).(1)实验中通过观察U形管中液面高度差变化来比较电流通过电阻产生热量的多少.(2)观察图(甲)中的A,B管,在通电时间相等时,发现B管液面上升得高,则表明电流通过导体产生的热量多少与电阻有关.(3)采用图(乙)实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,电路产生的热量越多.(4)该实验中用到了控制变量法和转换法.6.某物理兴趣小组设计并制作了一台恒温箱.恒温箱采用220 V恒定电压供电,箱内装有一根电热丝,恒温箱组装好后,经测量发现该电热丝每秒供热1 210 J.(设电热丝的电阻不随温度改变)求:(1)该恒温箱的发热功率;(2)电热丝的阻值.解析:(1)电热丝每秒供热1 210 J,由电功率的公式P=可知该恒温箱的发热功率P=1 210 W.(2)由P=变形可得电热丝的阻值R=40 .答案:(1)1 210 W(2)40 电流热效应的利与弊1.电流热效应的利生活中和许多产业中都要用到电热,例如,电炉通电后,电炉丝变得发红;白炽灯通电后,一会儿热得烫手;电饭锅通电后,可以将生米煮成熟饭.这些都是电流热效应的有利应用.利用电流热效应的用电器还有电热水器、电烤箱、电熨斗、电取暖器等.2.电流热效应的弊当大电流通过导线而导线又不够粗时,就会产生大量的热量,破坏导线的绝缘性能,从而导致多条导线的线路出现短路,引发电气火灾.为了避免导线过热,有关部门对各种不同截面积的导线电缆规定了最大允许电流(安全电流).短路电流的热效应是酿成电气火灾的主要原因.因为短路电流很大,常为工作电流的几倍至几十倍,足以引燃短路点周围的可燃物质,从而导致电气火灾的发生.现在