人教版选修11 电流的热效应 第一课时 教案.docx

1.6 电流的热效应 教学目标：【知识与能力目标】1用实验探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。2焦耳定律的理解及应用，试着用焦耳定律解决一些简单问题。3了解生活中电流的热效应及节约用电的方法。 【过程与方法】利用控制变量法探究影响电热的因素。【情感态度与价值观】介绍焦耳对电热探索的过程，培养学生勇于探索的精神。教学重点：电流热效应；焦耳定律的理解及应用。教学难点：焦耳电律的理解。课前准备教学方法：实验探究、讲授、练习课时安排：l课时一、情景导入展示几幅火灾图片，并告诉学生这是由于电线老化或电路故障引起的火灾。学生回想生活中的家用电器有哪些发热？同等条件下发热的大小一样吗？思考：电流通过导体为什么会发热呢？电流产生的热量与那些因素有关系呢？二、新课教学：1、指导学生阅读课文并回答：白炽灯通电以后，一会儿热得烫手电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭电流通过导体时能使导体的温度升高分析这些过程中能量转化情况？归纳：电流的热效应，电流将电能转化为内能的现象。举例说明家里还有那些用电器可以把电能转化为内能。（电饭煲，电炉子，电熨斗，电烙铁，电视机）2、家里很多用电器使用一段时间后就会发热，那么这些用电器的发热多少与那些因素有关呢？请学生猜想，教师罗列，并准备实验。（电阻，电流，使用时间等）3、演示实验：研究导体通电时发热规律实验过程：1、阻值不同的电阻丝a、b分别浸在质量完全相等的煤油里，两者串联起来，通过变阻器和开关接到电源上。2、测量两烧瓶煤油的初始温度并做记录。3、闭合开关，过几分钟后再测煤油的温度并做记录，同时记下这次通电的时间，比较两烧瓶煤油的温度。4、调整变阻器，增大电流，并使通电时间与上次实验相同，对比某烧瓶煤油这次上升的温度与上次实验上升的温度，可知在通电时间相等、电阻相等的条件下，发热量与电流的大小关系。按课本图1.6-1准备实验：归纳：电流产生的热量与电流大小和电阻大小、通电时间有关。焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律。公式：q=i2rt 单位：焦耳，简称焦，符号jq表示热量，i表示电流，r表示导体的电阻，t表示通电时间电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率公式：pq/ti2r 单位：瓦特，简称瓦，符号是w5、电动机:电能转化成机械能和内能，电功率大于热功率。白炽灯：电能几乎全部转化成内能，电功率等于热功率。6、白炽灯：利用电流的热效应，是通电的金属丝温度升高，达到白热，从而发光，这就是白炽灯泡的发光原理。7、阅读课文“节约用电的途径”，了解生活中有那些有效节约用电的途径。8、阅读课文“科学足迹”发明大王爱迪生，了解爱迪生的发明历程。例1通过电阻r的电流为i时，在时间t内产生的热量为q，若电阻为2r，电流为时，则在时间t内产生的热量为()a4q b2q c. d.解析由功率公式pi2r，则qi2rt，q()2(2r)tt，所以q，只有选项c正确答案c针对训练一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内()a电炉放热和电动机放热相等b电炉两端的电压大于电动机两端的电压c电炉两端的电压等于电动机两端的电压d电动机消耗的功率大于电炉的功率答案ad解析由于电炉与电动机的电阻相等，电流也相等，由qi2rt得，相同的时间内放热相等，选项a正确；由于电动机消耗的电能有一部分要对外做功，所以电动机消耗的功率大于电炉的功率，由p机u机i，p炉u炉i知，u机iu炉i，所以电动机两端的电压大于电炉两端的电压，因此选项b、c错误，选项d正确例2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bwuit适用于任何电路，而wi2rtt只适用于纯电阻电路c在非纯电阻电路中，uii2rd焦耳热qi2rt适用于任何电路解析电功率公式p，功率越大，表示电流做功越快对于一段电路，有piu，i，焦耳热q()2rt，可见q与p、u、t都有关，所以p越大，q不一定越大，a错；wuit是电功的定义式，适用于任何电路而i只适用于纯电阻电路，则wi2rtt也只适用于纯电阻电路，b正确；在非纯电阻电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以wq，即uii2r，c正确；qi2rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，d正确答案bcd针对训练一台直流电动机的额定电压为u，额定功率为p，电动机内电枢导线的电阻为r，那么它正常工作时的电流是()a等于u/r b等于p/uc大于u/r d大于p/u答案b解析由于电动机电路不是纯电阻电路，uir，所以选项a、c不正确电动机的额定功率p是电动机的输出功率piu，所以i，故选项d不正确，选项b是正确的. 三、小结1.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律。2.公式：q=i2rt 3.电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率，pq/ti2r作业：1.通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的()a.欧姆 b.焦耳 c.安培 d.法拉第答案b2.下列用电器的工作原理是利用电流的热效应的是()a.电烙铁 b.电炉子 c.电磁炉 d.微波炉答案ab解析电烙铁、电炉子是电流通过电热丝而发热，是利用了电流的热效应，故a、b正确；电磁炉是利用交变电流产生交变的磁场，从而在锅体中产生涡流而发热；微波炉的工作原理是电流在微波管中产生了电磁波(微波)，微波使水分子高速振荡而加热食物，所以c、d项错误.3.电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为()a.通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少b.电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热c.通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多d.铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少答案d解析电炉丝和铜导线是串联关系，故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等，电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于：前者的电阻大，后者的电阻很小，根据电流通过电阻发热的公式qi2rt，在电流相同条件下，相同的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多.因此我们看到电炉通电后，电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热.4.有三个用电器，其中一个为“220 v，60 w”的电风扇，一个为“220 v，60 w”的白炽灯，另一个是“220 v，60 w”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是()a.电风扇最多 b.白炽灯最多c.电热器最多 d.都一样答案c解析三个用电器的电功率相同，工作相同的时间消耗的电能相同.电风扇把电能大部分转化为机械能，只有一小部分转化为内能；白炽灯把电能全部转化为内能，又有很少部分的内能转化为光能；电热器把电能全部转化为内能并全部以热量的形式放出.所以a、b、d项错误，只有c项正确.5.两个电阻并联在同一电路中，下列说法正确的是()a.电阻大的发热多 b.电阻小的发热多c.一样多 d.无法比较答案b6.从白炽灯上标有“220 v，100 w”的数据中，我们可以确定(不考虑温度对电阻的影响)()a.该电灯的额定电压为220 v，额定功率为100 wb.给电灯加上220 v的直流电压，通过它的电流一定为 ac.该电灯的电阻为48.8 d.该电灯在电路中发光时，它实际消耗的电功率可能不是100 w答案abd解析用电器铭牌上的数字为额定值，故选项a正确；给电灯加上220 v的直流电压，通过它的电流为i a a，故选项b正确；电灯的电阻根据r得r为484 ，故选项c错误；而“220 v，100 w”为正常发光的值，当不正常发光时电功率可能小于100 w，故选项d正确.7.不考虑温度对电阻的影响，一个“220 v，100 w”的灯泡，下列说法正确的是()a.接在110 v的线路上的功率为50 wb.接在110 v的线路上的功率为25 wc.接在440 v的线路上的功率为400 wd.接在55 v的线路上的功率为6.25 w答案bd解析不考虑温度对电阻的影响，电灯的电阻为定值，即r 484 .由p，将110 v和55 v分别代入求得实际功率分别为25 w和6.25 w.而当灯两端电压为440 v时，已超过额定电压，灯将被烧坏.8.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为r，设通过的电流相同，则(在相同时间内)下列说法正确的是()a.电炉和电动机的产生的电热相等b.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率c.电炉两端电压小于电动机两端电压d.电炉和电动机两端电压相等答案abc解析由qi2rt知a正确；由piu知b正确；对于电炉uir，而电动机uir，所以c正确，d错误.9.浙江临海括苍山风电场总装机33台，其中1号风场10台，2号风场7台，3号风场16台，总容量1.98107w.在家电中待机能耗较大是电视机，现阶段我国平板电视保有量达到2.5亿台，平均每台待机功率为8 w.请估算括苍山风电场发电多久可供全国的平板电视待机一天()a.一天 b.一个月c.一百天 d.一年答案c解析2.5亿台电视机每天耗电enpt天，设括苍山风电场发