九年级物理全册第十三章电功和电功率四电流的热效应教案新版北师大版20200309163.doc
九年级物理全册 第十三章 电功和电功率教案（打包6套）（新版）北师大版
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九年级物理全册
第十三章
电功和电功率教案（打包6套）（新版）北师大版
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一、电能和电功教学目标知识与技能1知道电流可以做功和常见的电流做功的形式。2通过探究实验，知道电流做功与电流、电压、通电时间有关，知道电功的公式及单位。过程与方法通过实验探究电流做功与哪些因素有关，培养学生的科学探究能力，让学生进一步体会控制变量法。情感、态度、价值观通过实验探究电流做功与哪些因素有关，培养学生严谨的科研态度。教学重点：电功概念的建立和电功公式教学难点：探究电流做功和哪些因素有关教学媒体：实验装置一套，小黑板教学方法：探究式教学教学内容及教学过程设计1.列举生活中的家用电器引入新课教师指出：此实验中电流对电动机做功，电动机又对物体做功，所以电动机把物体提起来。电流做的功叫电功，电流不仅通过电动机时做功，电流通过其他用电器时都要做功。电流做功的形式很多。2.进行新课（板书）学生活动设计（1）复习提问a.在以前的学习中我们学习了功，大家还记得做功的两个必要因素是什么吗？功的单位是什么？b.电灯通电后会有什么现象？电动机通电后为什么能提起物体？表明什么？一、电能和电功1.电功定义：电路中电流做的功叫做电功2.符号：w二、电流做功的过程能量的转化电流转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能三、探究影响电功大小的因素（1）猜想：电流做功和哪些因素有关（由学生猜想）（2）采用控制变量法指出：电流对电动机做功，电动机又对重物做功。我们可以近似地看做电流对电动机做的功等于电动机对重物做的功，即等于gh。因此，从h变化的多少可定性地知道电流做功的多少。（3）实验数据表格（小黑板）师生边观察实验、边分析讨论，最后由学生完善结论：电压越高 ，电流越大 ，通电时间越长 ，电流做功越多。学生活动设计（2）实验探究学生猜想：电流做功和哪些因素有关？（3）观察实验现象并由实验现象总结结论学生思考：采用什么方法进行探究？四、电功的计算1.文字表述电流所做的功，跟电压、电流和通电时间成正比，电功等于电压、电流和通电时间的乘积。2.公式：w=uit3.单位电压u伏（v），电流i安（a），时间t秒，（s）电功w焦（j）。1焦=1伏安秒。（通过举例使学生对1焦形成具体的观念。如把二个鸡蛋托高1米，做的功大约是1焦，通过手电筒灯泡的电流，每秒做的功大约是1焦，通过洗衣机的电动机中的电流每秒钟做的功大约是100焦。）例题：我们教室里的灯两端的电压是220伏，通过的电流是0.18安，那么通电10分钟，电流做了多少功？五、小结（1）电流做的功叫电功。电流做功有各种形式，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功，就有多少的电能转化为其他形式的能。（2）电功的计算公式是w=uit（3）在国际单位制中，电功的单位是焦在新课授完后，安排了五道巩固练习题，其目的一方面是小结、巩固这节课的知识，另一方面是综合应用所学知识培养学生分析和解决问题的能力。例如，电功与电压、电流和时间三个量有关，探索它们间的关系时，在物理学研究中总是让其它量保持不变，让应变量随一个自变量而变化，依此类推。这是物理学研究问题的基本方法。引出电功公式后，提醒学生注意公式中各量应对同一电路取值并且要统一单位，这也是学生容易忽视的。三、学生实验：探究小灯泡的电功率教学目标知识目标1.会用电流表和电压表测量小灯泡的（额定）电功率；2.理解额定功率和实际功率的意义；3.巩固电流表、电压表的操作技能，了解滑动变阻器在实验中所起的作用。过程与方法1.通过实验探究发现小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变，并探究掌握其变化规律，体验小灯泡（用电器）在不同功率下的亮度变化2.通过对比“测量小灯泡电阻”和“测量小灯泡电功率”两个实验的理论分析和探究方案的设计，体验寻找、归纳、提炼课程相关要素的整合点的学习方法。情感、态度与价值观1.通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度；2.通过讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度。教学重点:伏安法测量小灯泡的额定（实际）功率教学难点:1.额定功率、实际功率的理解；2.设计实验及实验数据的分析处理能力。教学流程：1、 复习旧知让学生复习这节课能用到的知识点。1.额定功率：用电器在额定电压下正常工作时的功率。2.实际功率：用电器实际工作时的功率叫作实际功率。3.回顾伏安法测电阻：（1）实验原理：（2）电路图：二、进行新课比较“伏安法测电阻”的实验、引导学生自主完成“探究-小灯泡的电功率”实验的设计并展示交流实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率实验原理：p=ui实验设计：1.实验中需要测量哪些物理量？2.根据需要测量的物理量选用实验器材。 想一想，如何改变小灯泡两端的电压？答案：用滑动变阻器来调节。实验注意事项:1.连接电路时，开关要断开，变阻器的滑片要移动到阻值最大处。2.电流表、电压表、变阻器的接线柱要正确。（电源电压是两节干电池，电压表量程选择03v;小灯泡电阻大约10，电流表量程选择00.6a；）。3.灯泡两端的电压不能超过额定电压 太多,否则会将灯泡烧坏。实验器材：电路板、小灯泡、滑动变阻器、电流表、 电压表、导线。实验电路图：实验过程：让学生观看动画，了解实验过程。数据记录：小灯泡的规格电压表的示数u/v电流表的示数i/a小灯泡的亮度小灯泡的功率p/w额定电压u额=2.5 v20.24暗0.482.50.3亮0.7530.4较亮1.2实验结论：（1）当u实u额，p实 p额，灯泡正常发光。（2）当u实 u额，p实 p额，较正常发光亮。（4）不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡功率越 亮 . （5）小灯泡的亮度由小灯泡的 实际功率 决定，实际功率越大，小灯泡越 亮 .学生思考：1.反思一下,实验中最可能出现错误的是哪几个环节?2.你在实验中有哪些失误?原因是什么?3.在设计、操作和分析中，你发现出什么新问题?答案：在测量的几组数据中，电压与电流的比值不相等，电压越高时ui 越大。这是因为电压升高时，灯泡消耗功率变大，灯丝温度升高，使其电阻变大所致。探讨交流：小灯泡只有在什么电压下才能正常发光?额定功率是指什么电压下消耗的电功率?当工作电压低于或高于额定电压时，灯泡实际消耗的功率是否等于额定功率?用电器的实际功率是否随其工作电压而变化?答案：额定电压；额定电压不等于；变化。评价与思考：1.一位同学连接好电路，在闭合开关是发现小电灯不亮，电流表无示数，但电压表有示数，请分析电路中可能出现的故障。答：发生的故障是电灯断路。因为电压表有示数说明电源、开关、电流表和滑动变阻器通路，否则电灯两端不会有电压；而电流表无示数说明电灯断路，否则电灯不会不亮。2.在测量小灯泡的功率的实验中，某同学在连接滑动变阻器时，由于粗心，连接的电路闭合开关后，移动变阻器的滑片 时并不能改变灯泡的亮度，请你根据以下情况来判断该同学的连接过程中分别出现了何种错误？（1）小灯泡始终都亮时，原因：（2）小灯泡始终都暗时，原因：答：（1）连接了滑动变阻器上面两个接线柱。（2） 连接了滑动变阻器下面两个接线柱。三、随堂练习1. 小灯泡甲标有“12 v 12 w，小灯泡乙标有“20 v 12 w”，现把它们分别接到 12 v的电源上，则_灯较亮。 2.(1)实验器材除了电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干导线、小灯泡外，还必须有_；(2)实验时，闭合开关之前，要调节滑动变阻器，使电路中的电阻_（填“最大”或“最小”）；(3)若小灯泡的额定电压是2.5 v，为了使小灯泡正常发光，闭合开关后，应调节滑动变阻器，在调节时要注意观察_。实验时，电流表选用“一”和“0.6”接线柱，当小灯泡正常发光时，电流|表刻度盘上指针的位置如图所示，通过小灯泡的电流为_a，小灯泡的额定功率为_w。3.如图是某同学测定2.5v小灯泡的额定功率的电路图开关闭合前滑片p应该移动到 端，然后接通电路。开关闭合，调节滑动变阻器，当电压表的读数是_伏特时，立即记下电流表的示数，算出小灯泡的额定功率。答案：1.甲 分析与解答： 灯泡甲接在实际电压为12 v的电源上，正常发光，实际功率等于12 w，而乙灯同样接在实际电压为12 v的电源上，乙灯的额定电压为20 v，乙灯的实际电压比额定电压定电压小，所以乙灯的实际功率小于12 w。故甲灯比乙灯亮。2.电源 最大 电压表的读数 0.24 0.6 分析与解答：（1）对照实验可知，还应有电源。（2）滑动变阻器接于电路中，可以保护电路，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。 (3)要使小灯泡正常发光，它两端的电压应该等于其额定电压。因此在实验中调节滑动变阻器时要观察电压表的读数，使它指在2.5 v处，读出此时电流表读数，由p=ui得出电功率。3.b 2.54、 小结1.实验原理：p=ui 2 .实验方法：伏安法3.实验结论： 当实额时，则实额，电灯正常发光 当实额时，则实额，电灯亮度较亮 当实额时，则实额 ，电灯亮度较暗4.量程选择: 电压表量程: 大于额定电压, 电流表量程: 由p/u来决定.5. 变阻器的作用: 改变小电灯两端的电压和通过它的电流,从而测量小电灯的功率五、板书设计学生实验：测量小灯泡的功率实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率实验原理：p=ui实验电路图：实验过程：数据记录：实验结论：（1）当u实u额，p实 p额，灯泡正常发光。（2）当u实 u额，p实 p额，较正常发光亮。（4）不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡功率越 亮 . （5）小灯泡的亮度由小灯泡的 实际功率 决定，实际功率越大，小灯泡越 亮 .二、电功率教学目标知识与技能1.知道电功率的定义、物理意义、单位。2.初步理解电功率的公式，理解电功率和电压,电流的关系，并能进行简单计算。3.能理解和区分用电器的额定功率和实际功率。 过程与方法通过实验让学生体会额定功率与实际功率的区别，培养学生的观察能力。 情感、态度与价值观1.通过观察用电器上的铭牌让学生体会物理与生产、生活的紧密联系。2.通过实验探究额定功率与实际功率，培养学生尊重事实、探求真理的科学态度。教学重点：正确建立电功率、额定功率的概念教学难点：理解额定功率与实际功率的区别学情分析学生已学习了电流、电压、电阻、欧姆定律等电学的基础知识；已学会了使用电流表、电压表；已知道了串并联电路的规律；也认识了电功和电能；初步学会了变化电路的分析等基本的电学知识和初中阶段所有的力学知识。但本班级部分学生基础知识不牢固，需要教师上课时做好引导工作。教学设计思路提出问题-引入新课讲练结合实验演示得出结论教学环节1.复习回忆上节课知识：1电功的公式2.电功的单位3.电功的测量仪表2.引入新课为什么调节台灯的旋钮，可以改变灯的亮暗？是哪个物理量决定灯泡的亮暗呢？今天这节课我们来学习一个新的物理量电功率。电流通过电扇的电动机5秒，做功20焦，电流通过洗衣机的电动机10秒，做功100焦，哪个做功多？哪个做功快？回忆力学中：用功率表示物体做功快慢，功率是表示物体在单位时间内完成的功。在电学中：用电功率表示电流做功快慢，电功率是表示电流在单位时间内完成的功。3.新课部分电功率的意义及定义（1）物理意义：描述电流做功快慢的物理量。（2）定义：电流在单位时间内完成的电功。（3）根据电功率的定义可以得出它的定义式：p wt=uit/t=ui明确定义式中各符号所代表的物理量、单位（符号）w 电功（等于用电器消耗的电能）焦耳（j）t 所用时间秒（s）u 用电器用电器两端电压-伏特（v)i用电器中的电流安培（a）（4）电功率的单位：瓦特(w)，1瓦= 1焦秒=1伏安,常用单位有：千瓦（kw），1kw=1000w（5）瓦特的含义：电流在1秒内做的功是5焦耳巩固练习（1）电功率是表示电流做功的物理量。（2）某电动机的功率是20千瓦，合瓦。（3）10w= j/s,含义是 。 （4）一电阻两端电压20v，通过的电流为0.5a，则其电功率为多少？（5）有一种用于220v电路中的照明灯，功率为22w，求通过它的电流。 4.难点能将用电器随便接入任何电压的电路中么？用电器一般都有铭牌，铭牌上标有该用电器正常工作时的数据。例如饮水机、电磁炉的铭牌，都包含额定电压和额定功率这两项。什么是额定电压和额定功率呢？我们把用电器正常工作时的电压叫额定电压。在额定电压下用电器的功率叫额定功率。灯泡上标有“pz220- 40”表示普通照明灯额定电压为220v，额定功率为40w。“pz220- 60”什么意思？了解常见用电器的额定电压和额定功率。用电器额定电压/v额定功率/w计算器1.53.0约5x104日光灯220640台式计算机220约100微波炉2200.7x103 2.0x103电烤箱2200.5x103 2.5x103空调2200.7x103 2.0x103巩固练习（1）小灯泡上标有“6v， 3w”，额定电压是 ， 额定功率是 ，正常工作时电流是 ，电阻是 。 （2）一个额定电压为220伏、额定电功率为500w的电热水器（热得快），在正常工作时通过电阻丝的电流多大？电阻多大？5. 实验如果用电器两端的电压不是额定电压，将出现什么情况呢？做个试验来看一下。取一只标有“3.8v”的灯泡，接到如图所示的电路中，观察电压表、电流表的读数和小灯泡亮度的变化。分析小灯泡的亮度是由什么决定的？u=3.8v时，发光情况 u3.8v时，发光情况 额定电压和额定功率使用电器正常工作时的电压和功率。对一个用电器来说是唯一且不变的。灯的亮度由实际电功率决定。了解小常识当实际电压比额定电压低时，用电器消耗功率低，不能正常工作。当实际电压比额定电压高时，长期使用会影响用电器寿命，还可能烧坏用电器。当用电器两端实际电压不等于额定电压时，电流、电阻、电功率哪个物理量没变？巩固练习（1） 用电器标有“220v40w”的字样，这个用电器正常工作时通过它的电流是 a，用电器的电阻是 。（2）一个标有“2.5v，0.25w”的白炽灯，正常工作时通过的电流为_a，电阻为_，如果两端电压为2v，则电功率为_ w（电阻保持不变）（3）一个灯泡标有“12v24w”的字样，这个灯泡电阻为，灯泡正常工作时电流是a。如果接到6v电压下，电流是 a，实际功率是 w。五、家庭电路教学目标知识与技能1、理解、掌握家庭电路的组成。2、懂得火线、零线的作用和鉴别方法。3、了解三线插头和漏电保护器的使用方法。过程与方法会解决有关家庭电路的简单问题。情感、态度与价值观树立理论联系实际的思想。教学重点：家庭电路的组成教学难点：熔丝的作用新课程标准要求：知道家庭电路的组成、各部分电路元件的应用、零线与火线及它们之间的电压、熔丝的作用以及根据电能表上的最大电流确定接入家庭电路的最大总功率。二、教学活动设计创设情景例如：如果你家盖了新房，家长想让你自己安装一下电路，你应该怎么做？有的学生马上想到了我们现在住的房屋的电路是什么样的（如下图）学生自己动手得出结论：它由进户线、电能表、总开关、保险设备、用电器和导线等组成。【师生互动引发思考】让学生观察电能表、闸刀开关、用电器和插座的先后次序，再针对我们的实际考虑一下它们的功能？让学生回答：（答案：测量内家庭消耗的电能、控制整个电路的接通和切断、保险的作用、照明等、给移动用电器供电。）教师提出问题：在连接的过程中是否有需要注意的问题？（让学生思考）让学生以自身为体验，置身于环境中去，进一步使学生产生兴趣（板书）让学生带着问题教师讲解家庭电路的组成：1.进户线：讲清零线与火线。及它们之间的电压，零线与火线相对于大地之间的电压。2.电能表：（1）电能表的作用和连接方式。火线进1、出2，零线进3、出4。（2）电能表上标出的电压参数“220v”表示额定电压为220v；“10（20）a”表示小于10a是能正常工作，最大电流不能超过20a；可以测量允许通过的最大功率p=ui=220v20a=4400w。3.闸刀开关：讲清闸刀开关的作用及连接。4.保险设备（保险丝）：（1）作用（自动熔断及原因）；（2）材料；（3）保险丝粗细与电流大小的关系；（4）选择不合适的保险丝的后果；（5）不能用铜丝和铁丝代替保险丝；（6）熔丝的安装；（7）熔丝熔断的原因a、短路，b、电流超过最大电流（总功率过大）；（8）常见的熔丝规格。5.用电器和插座：让学生考虑各用电器和插座的连接方式（并联）（1）用电器：讲清开关和用电器的连接方式；开关与零线与火线的连接；灯座与零线与火线的连接；介绍正确的接线方式。（展示挂图，说明其原因）（2）插座：两孔插座和三孔插座的连接方式：左零右火中间地。（介绍地线的作用）归纳讲解，解决学生心中疑惑（部分板书）巩固练习p127、1-2学生活动学习p126科学窗，了解空气开关。开阔视野增长见识总结与反思按照这种方式你可以连接好自己家庭的电路。家庭电路的组成、各部分电路元件的应用、零线与火线及它们之间的电压、熔死的作用以及根据电能表上的最大电流确定接入家庭电路的最大总功率。前后照应，总结重点问题。板书设计家庭电路的组成一、家庭电路的组成进户线、电能表、总开关、保险设备、用电器和导线等二、组成电路的各元件的作用及连接方式1、进户线：2、电能表：3、闸刀开关：4、保险设备（1）作用（2）材料（3）保险丝粗细与电流大小的关系；（4）选择不合适的保险丝的后果；（5）不能用铜丝和铁丝代替保险丝；（6）熔丝的安装；（7）熔丝熔断的原因a、短路，b、电流超过最大电流（总功率过大）；（8）常见的熔丝规格。5、用电器和插座：（1）用电器；（2）插座：由创设情景引出课题六、安全用电教学目标1.记住安全电压的数值。 2.知道触电的原因和触电的几种形式。 3.知道安全用电的常识。 教学重点安全用电的原则是学生今后生产、生活中保障自身安全的准则之一，因此是本节内容的重点。教学难点对于触电事故的发生，无论是高压触电还是低压触电都具有不可实验与体验性，要求学生具有较强的理解能力和分析能力，对于学生有一定的难度，所以是本节的难点。教学过程：1、引入新课 教师通过实例，讲述随着科学的发展，随着家用电器的普及，现代生活中已离不开电。接着用幻灯机打出几张电的利用的幻灯片：如夜晚的教室里灯光明亮，同学们在灯下读书；节日的天安门城楼，被灯光点缀得格外辉煌；大型电网等，用来激发同学们的情绪。 教师再将话锋转到接连不断发生的触电事故，给国家、给个人都带来了不可挽回的损失。但是触电事故是可以避免的。如果我们掌握了安全用电的原则，并严格按照用电的要求去做，我们就可以驯服电，让它做我们的好朋友，为生活和工农业生产、国防科技服务。那么，怎样才能做到安全用电呢？安全用电的原则是什么？这就是我们今天这节课要讨论的。 2、进行新课 （1）问：你们知道触电是怎么回事吗？ 引导学生看课本上的第一个问和答。然后教师指出因为人体是导体，人体触及带电体时，有电流通过人体。这就是触电。电流对人体的危险性跟电流的大小，通电时间的长短等因素有关。 （2）问：人触电一定会死亡吗？发生触电事故的原因是什么？安全电压值是多少？ 引导学生看课本上的第二个问和答。然后让学生讨论下列问题：根据欧姆定律知道，导体中的电流大小跟什么有关？用两手分别触摸一节干电池的正负极，为什么没有发生触电事故？通过人体的电流大小决定于什么？安全电压值是多少？ 教师小结：通过人体的电流大小决定于外加电压和人体的电阻；安全电压：只有不高于36伏的电压才是安全的；家庭电路的电压是220伏，动力电路的电压是380伏。 触电事故是由于过大的电流通过人体而引起的，且通过人体的电流越大，通电的时间越长，越危险。 （3）问：家庭电路中的触电事故是怎样发生的？（低压触电的两种形式） 引导学生看课本的第三个问和答。明确家庭电路中的触电事故，都是人体直接或间接跟火线连通造成的。 再引导学生观察课本图13-29，并请学生指出图甲和图乙中电流的回路，然后教师指出触电的两种形式： 单线触电（图甲）：站在地上的人触到火线，则电流由火线进入人体到地，经地线形成回路，造成触电事故。双线触电（图乙）：站在绝缘体上的人若同时触到两根电线时，电流将由火线进入人体到另一根线（零线）而形成回路，造成触电事故。 指出：为了安全用电，绝对不要接触没有绝缘皮的火线以及跟火线连通的导体。 （4）家庭电路安全用电的常识 教师用幻灯片打出课本上的图13-31的4个图（或出示挂图），指图提问：这是什么现象？生活中还有哪些这类现象？应当怎样防止？由学生讨论回答。 教师归纳小结： 注意防止绝缘部分破损。 保持绝缘部分干燥，不用湿手扳开关，不在电线上晾衣服。 有人触电，要先切断电源，或者用干木棍等绝缘体拨开电线。 架设电视天线时，注意不要触及电线。 （5）家用电器的安全用电 为了安全用电，有金属外壳的家用电器，外壳一定要接地；在高大建筑物上，室外天线一定要装避雷装置。 （6）高压触电的两种形式 用幻灯打出课本上的图13-29，问学生有没有见过这个标志？让学生记住这个标志，使学生知道高压危险。 高压电弧触电：当人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人体之间会发生放电现象。这时有电流通过人体，造成高压电弧触电。 跨步电压触电：高压输电线落在地面上，地面上与电线断头距离不同的各点存在着电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了电压（跨步电压）。这时电流通过人体，造成跨步电压触电。 强调指出：为了安全用电，不要靠近高压带电体。 (7) 触电的急救 知道生活中人触电、发生火灾的一些急救方法。 3、小结（师生共同小结） （1）安全电压值。 （2）触电的原因及触电的四种形式。 （3）安全用电的常识。 （4）触电急救的方法。四、电流的热效应教学目标（1）知道电流的热效应。（2）通过探究，知道电热与哪些因素有关，知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。（3）知道焦耳定律内容、公式及适用范围。（4）结合本节教学，培养学生重视实验、事实求是的科学态度。教学重点：理解电流热效应，探究电热和电阻、电流以及通电时间关系，焦耳定律。教学难点：如何比较电流产生的热量多少；根据实验数据分析得出电流产生的热量和电流、电阻以及通电时间的定性关系。教学过程：一、新课引入师：出示白纸灯泡、电热水壶、电烤箱图片，让学回忆并思考，把手靠近发光的白炽灯泡，会感到灯泡发热；给热水壶通电可以将其中的凉水加热；给电烤箱通电可以将其中的面包烤熟；那么这些能量从哪里来的呢？ 生：电流通过用电器产生热量了，电能转化为内能。师：电流通过导体发热的现象叫作电流的热效应。引出本节课的课题。二、学习新课思考（1）白炽灯的灯丝热得发光，而与之相连的导线却几乎不发热。电流通过导体时产生热量的多少与电阻有关系吗？有什么关系？（2）刚刚发光的灯泡并不热，而过一会儿就会烫手。灯丝产生热量的多少与发光时间有关系吗？有什么关系？（3）通电导体产生热量的多少与通过它的电流有关系吗？有什么关系？让我们一起来探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。(一)探究电热与电阻、电流大小及通电时间的关系1.猜想：电流通过导体产生的热量的多少会和哪些因素有关。请同学进一步体验电取暖器的使用情况进而猜想电流通过导体产生的热量的多少会和哪些因素有关。引导学生分别以电阻丝发热而电线不怎么发热的现象和高温、低
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