2019年秋九年级物理全册电流做功与电功率第四节科学探究：电流的热效应教案（新版）沪科版 3页

第四节　科学探究:电流的热效应◇教学目标◇【知识与技能】1.知道电流的热效应及其应用。2.知道电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。3.通过实验,探究并了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。【过程与方法】1.让学生经历“观察—猜想—实验—归纳”的教学过程,探究决定电热多少的因素。2.通过观察分析,推导焦耳定律,培养学生合作交流、逻辑推理的能力。【情感·态度·价值观】通过探究电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的定性关系,在此基础上理解焦耳定律,体验人们获取科学理论的过程及其价值。电热既有有利的一面,也有有害的一面,有利的加以利用,有害的就要避免,由此可对学生进行辩证唯物主义教育。◇教学重难点◇【教学重点】探究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系,焦耳定律的内容、公式及其应用。【教学难点】焦耳定律公式的适用条件、电功与电热的关系推导。◇教学过程◇一、新课导入给电炉通电,一段时间之后,电炉热得发红,如图所示,而跟电炉串联的导线却不怎么热,这是怎么回事呢?二、教学步骤探究点1　电流的热效应[阅读课本]P129“电流的热效应”。[思考](1)什么是电流的热效应?(2)猜想:电流产生的热量与哪些因素有关?(3)怎样探究电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系?实验中应用到哪些器材?实验应怎样操作?(4)实验中是通过观察什么知道电流产生了热量及产生热量多少的?[提示](1)电流的热效应:电流通过导体时电能转化为内能的现象。(2)电流产生的热量可能与电流大小、电阻大小和通电时间有关。(3)实验:探究电流产生的热量与哪些因素有关。如图所示,烧瓶甲、乙中盛有等质量的煤油,温度计显示煤油的温度。烧瓶甲中是铜丝,电阻较小,烧瓶乙中是镍铬合金丝,电阻较大。两瓶中金属丝串联起来接到电源上。n①固定一个烧瓶进行观察,在不同的时间内,观察烧杯中煤油温度上升的多少,你从中得出什么结论?②固定一个烧瓶进行观察,调节滑动变阻器的滑片,分别使电路中的电流减小或增大,在相同的时间内,观察哪种情况下烧瓶中的煤油温度上升得多,你从中得出什么结论?③电流和通电时间相同时,观察哪个烧瓶中的煤油温度上升得多,从中得出什么结论?(4)电热跟哪些因素有关通电时间对同一电阻丝,在电流大小不变的情况下,通电时间越长,煤油的温度越高,表明电流产生的热量越多电流大小对同一电阻丝,在通电时间相同的情况下,通电电流越大,煤油的温度越高,表明电流产生的热量越多电阻大小在通电电流大小不变,通电时间相同的情况下,电阻越大,煤油的温度越高,表明电阻越大,电流产生的热量越多[归纳提升]“控制变量法”:电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关,在探究电流产生的热量与这些因素的关系时,应用控制变量法设计实验。“转换法”:实验中,用温度计的示数变化表示电阻产生的热量及产生热量的多少,这种研究问题的方法称为转换法。探究点2　焦耳定律[阅读课本]P132“焦耳定律”。[思考]焦耳定律的内容是什么?用公式怎么表示?单位是什么?[提示]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,跟通电时间成正比公式Q=I2Rt单位电热的单位:J,1J=1A2·Ω·s[小组讨论](1)电热与电能有什么关系?(2)怎样推导焦耳定律?(3)电热既有有利的一面,也有有害的一面,有利的一面就加以利用,如制成电热器,有害的一面就加以预防。那么,家用电器是怎样防止电热带来的危害?n[分析](1)电热与电能的关系:①纯电阻电路中电热与电能的关系:在电路中接入的如果是电炉、白炽灯、电烙铁等“纯电阻”的用电器,电流通过时,用电器消耗的电能全部转化为内能,此时电能和电热的计算相同,即W=Q=UIt=I2Rt=t。②非纯电阻电路中电热与电能的关系:在电路中接入的如果是电动机、充电的蓄电池等,电流通过时,用电器消耗的电能大部分转化为机械能、化学能,只有一部分电能消耗在导线上转化为内能,电热Q只占电能W的一部分,就有W>Q。(2)焦耳定律的推导:电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,那么,电流产生的热量Q就等于消耗的电能W,即Q=W=UIt。根据欧姆定律可知,U=IR,用IR换下U,就得到Q=I2Rt。(3)电热器:利用电来加热的设备。家用电器防止电热带来危害的措施:用电器后盖设置散热窗、用电器中安装小风扇等。三、板书设计第四节　科学探究:电流的热效应1.电流的热效应(1)概念:电流通过导体时电能转化为内能的现象(2)决定电热多少的因素(3)研究方法:控制变量法、转换法2.焦耳定律3.电热器(1)概念:用电来加热的设备(2)防止电热带来危害的措施◇教学反思◇对于电热的应用,学生有丰富的生活经验,为此,可提供器材,然后把这一节内容放手让学生自学,由学生独立解决设计,完成实验报告。由于只是定性结论,学生很容易得出结果,问题难度不大。学生正是有了这样的探究观,进而再引出这几个物理量之间的定量描述——焦耳定律,符合科学探究规律,对新知识的学习自然也就水到渠成。