《电流的热效应》名师教案2

1、PAGE10电流的热效应张家口市第十九中学陈振哲【核心素养】通过感受用电器在工作时会发热这一物理现象，建立电流有热效应这一特性；通过对“电热影响因素”的探究，掌握控制变量法探究实验的方式方法，形成探究实验的核心；由探究实验总结出焦耳定律的表达式，建立由实际到理论形成的过程核心。【教学目标】1知道电流的热效应2理解焦耳定律3了解电功和电热的关系4知道利用和防止电热的场合和方法【学情分析】九年级的学生,对科学探究的各个要素已经了解,已经具备了初步的探究能力和小组合作学习的意识。学生对电流热效应的应用很熟悉。本节课对“电热影响因素”的探究重点不放在完整的探究环节以及精密的定量测量上,而是注重渗透物理

2、实验探究方法、注重学生对抽象实验的亲身体验上。【重点难点】重点:通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。难点:对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。【教学过程】【课前】教师登陆优教平台，发送电流的热效应预习任务，学生完成本节课的预习任务，反馈预习情况，教师根据学生预习情况进行针对性讲解，学生提前了解本节课内容，发现薄弱点，针对性听课。一、【导入】复习提问1电功的大小与哪些因素有关如何计算2能说出一些用电器工作时能量的转化情况二、【导入】创设情景引入新课电流在电路中做功,可以将电能转化为其它形式的能,如电动机、电灯发光、电视机工作。当

3、这些用电器工作一段时间后,我们触摸它们的有关部位,会有什么感觉这是什么原因学生说出常见用电器工作过程中能量的转化。电流通过导体时电能转化成内能。三、【活动】新课教学电流的热效应投影:电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电铬铁这些用电器工作时有什么共同特点导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红而导线并不很热说明什么1、提出问题电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关2、猜想与假设提示:电热是电流通过电阻时产生的热量,电路中有电压不一定有电流,所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。排除电压这个物理量电流通过导体产生热量的多少与_有关。你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗3、设计实验要研究电

4、流通过电阻产生热量与电阻的关系,如何设计实验如何比较产生热量的多少4、进行实验展示实验装置1观察本实验装置,思考:1本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系2两电阻为什么要串联3如何比较电流通过电阻放出热量4设计实验数据记录表格电路接通,进行实验,观察U形管中液柱的上升情况,把实验结果填入表格中。分析实验数据,可以得到什么结论展示装置21本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系2右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝3如何比较电流通过电阻放出热量4设计实验数据记录表格电路接通,进行实验,观察U形管中液柱的上升情况,把实验结果填入表格中。分析实验数据,可以得到什么结论对于某一个电阻,在电流一定时,通电

5、时间越长,电流通过电阻产生热量越多。这个结论可以通过刚才的实验中看出来,某一根电阻丝通电时间越长,液柱上升越高,说明放出热量越多。优教提示：打开“实验演示：电流的热效应”五、分析论证,得出结论对以上两个实验进行总结,电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间。学生总结:这些用电器工作时都是把电能转化成内能。得出电流的热效应的概念电热的大小可能与导体的电阻有关。学生结合生活实际进行猜想:电流、电压、电阻、通电时间学生举例证明猜想的合理性。学生讨论:实验时要控制电路中的电流相等,改变电阻,比较在相同时间内放出热量的多少。可以通过加热相同物体,比较物体吸热升温的多少学生观察实验装置讨论得出:1本

6、装置研究电热与电阻的关系。2电阻串联,可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。3通过左右两管液面的高度差来比较,液柱上升的越高,放出热量越多。4实验数据表格电流I/A电阻/相同510产生热量（多/少）学生根据实验数据,得出结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电流通过电阻产生的热量越多。学生观察实验装置讨论得出:1本装置研究电热与电流的关系。2使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等左边电流大于右边电流。3通过左右两管液面的高度差来比较,液柱上升的越高,放出热量越多。4实验数据表格电流I/A电阻/不同R1R2产生热量（多/少）学生根据实验数据,得出结论:在电阻和通电时间相同时,

7、电流越大,电流通过电阻产生的热量越多。学生总结以上两个实验:电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关,电流越大、电阻越大、通电时间越长,电流通过电阻产生热量越多。优教提示：打开“演示视频：焦耳定律（一）”【讲授】焦耳定律介绍科学家焦耳。英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,即焦耳定律。电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟电阻成正比,跟通电时间成正比。如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则焦耳定律为Q=I2Rt。例题:一电热水器电阻丝的阻值为,正常工作时的电流为,工作10min放出的热量为多少

8、J练习:一取暖器接在家庭电路中,正常工作时的电流为,工作10min放出的热量是多少Q=I2Rt=2600s=6105J学生结合欧姆定律进行计算Q=I2Rt=2600s=9105J【讲授】电功与电热上题中已知电压、电流和通电时间,可以计算出取暖器消耗的电能,那么取暖器消耗的电能与电热之间有什么关系呢通过计算我们发现电流做功与产生的电热是相等,那么用电器在工作时,电功与电热间有什么关系呢当电流做的功全部转化为内能时:由于W=UIt,U=IRQ=W=I2Rt电吹风工作时,消耗了1000J的电能,电流在电阻线上产生热量等于1000J吗电功与电热的联系与区别=QQ电热Q=I2Rt其它形式的能学生计算电流

9、做的电功电能W=UIt=220V600s=9105J学生讨论:在前面的计算过程中利用了欧姆定律,它只能用在纯电阻电路中,用电器工作时把电能全部转化为内能。不是的,电吹风工作时把电能转化为内能,还有一部分转化为动能。它不是一个纯电阻。电功大于电热。【活动】利用焦耳定律解释现象利用焦耳定律解释现象讨论:电炉通过导线接到电路中,导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红而导线并不很热想想议议:额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这是怎么回事学生讨论:电线与电炉丝串联,电流相等,根据焦耳定律,

10、导线的电阻比电炉丝小的多,相同时间内放出热量也少。学生讨论：这两种情况下有不同的变量,前者是在电压一定时,电阻越小,电流越大,电热与电流是平方的关系,所以电流对电热影响较大。后者的前提是在电流一定时,电阻越大,电热越多。【讲授】电热的利用和防止展示常见一些用电器电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳,给这些用电器进行分类,哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。电热在实际中有利用也有防止的。我们要利用辩证的态度来对待电热。分成两类：利用电热的有:电熨斗、取暖器、电饭锅等。防止电热的有:电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等优教提示：打开“科学动画：电流的利用和防止”【讲授】总结回忆本节课内容1电流的热效应与哪些因素有关2焦耳定律3电功与电热的关系4电热的利用防止梳理本节课知识内容,学生根据问题逐个回忆