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高中物理欧姆定律教案

发表时间:2020-10-09

人教版九年级物理《焦耳定律》教学设计。

教案课件是老师不可缺少的课件,大家应该要写教案课件了。在写好了教案课件计划后,这样接下来工作才会更上一层楼!你们到底知道多少优秀的教案课件呢?以下是小编为大家收集的“人教版九年级物理《焦耳定律》教学设计”希望对您的工作和生活有所帮助。

一、教学目标

(一)知识与技能

1.能通过实例,认识电流的热效应。

2.能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关,知道焦耳定律。

3.会用焦耳定律进行计算,会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。

(二)过程与方法

体验科学探究过程,了解控制变量的物理方法,提高实验探究能力和思维能力。

(三)情感态度和价值观

会解释生活中一些电热现象,通过学习电热的利用与防止,学会辩证地看待问题。

二、教学重难点

电热是指电流做功把电能转化为内能,电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,实验中要采用控制变量的方法。研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同,设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。研究电热与电流的关系的设计是一个难点,电阻相同改变电流,可以利用并联分电流的思想,也可以两个电路来完成。

焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少,它与电功有联系也有区别。电功是指电流做功,可以把电能转化为各种形式能,而电热只是电功的一部分。只有在纯电阻电路中,这两个量才相等。

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。

三、教学策略

电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程,不同的用电器转化成不同形式的能量。本节研究的是把电能转化为内能多少,生活中的用电器工作时都伴有热的现象,用此引入电流的热效应,从电炉丝与连接的导线入手,提出问题,学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时,要利用到控制变量的方法。研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些,体现了从简入难的层次性。设计实验时结合了电路的特点,利用串联电路使两电阻的电流相等,利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。

电热与电功的联系与区别,可以通过公式推导的方法得出在纯电阻电路中Q=W,在非纯电阻电路中,电热只是电功的一部分。也可以从能量转化的角度来比较电热与电功,电热是指把电能转化为内能,而电功是把电能转化为其它形式的能,电热只是电功的一部分。

四、教学资源准备

校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板(含电能表)、功率不同的用电器(如热得快和白炽灯)、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

复习提问

(2分钟)

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?

学生按要求回忆,回答。

为本节课作知识上的铺垫。

创设情景

引入新课

(3分钟)

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。

创造课堂情景,激发学生的兴趣和求知欲。

联系实际,引入新课。

新课教学(28分钟)

电流的热效应

投影:电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电烙铁……

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?

一、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?

二、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?

三、设计实验

要研究电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?

四、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2

1.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。

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,液柱上升得越高,放出热量越多。

电流I/A

R1

R2

电阻/Ω

5

10

产生热量(多/少)

4.实验数据表格

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,液柱上升得越高,放出热量越多。

4.实验数据表格

电阻R/Ω

R1

R2

电流I/A

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,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。

培养学生总结问题的能力。

由生活现象培养学生发现问题并提出问题的能力。

培养学生合理猜想,并分析猜想的合理性。学会排除不合理猜想。

培养学生利用控制变量的方法来设计实验。

通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。

培养学生利用转换的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。

学会设计实验数据记录表格

会根据实验数据得出结论,利用控制变量的方法准确的描述出结论。

培养学生设计数据记录表格、分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。

培养学生对实验数据综合分析能力。

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48.4Ω,正常工作时的电流为4.55A,工作10min放出的热量为多少J?

练习:一取暖器接在家庭电路中,正常工作时的电流为6.8A,工作10min放出的热量是多少?

了解焦耳在电热上的成就

学生了解焦耳定律的内容,记住公式。

学生快速的计算本题中的电热。

Q=I2Rt=(4.55A)2×48.4Ω×600s=6×105J

学生结合欧姆定律进行计算

Q=I2Rt=(6.8A)2×32.3Ω×600s=9×105J

培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。

利用焦耳定律进行简单计算,培养学生利用公式解决实际问题的能力,进一步熟悉公式。

培养学生利用物理知识解决实际问题的能力。

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=IR

Q=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

1.纯电阻电路中W=Q

2.非纯电阻电路中WQ

电热Q=I2Rt

其它形式的能E=W-Q

学生计算电流做的电功(电能)

W=UIt=220V×6.8A×600s=9×105J

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。

加强知识的联系,培养学生系统学习的能力。

培养利用物理知识解决实际问题能力。

培养学生合作学习的能力、团队精神和交往能力。

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,导线的电阻比电炉丝小得多,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。

培养学生知识应用能力,合作学习的能力、团队精神和交往能力。

利用控制变量的方法来分析问题。通过辨析加强对焦耳定律的理解。

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

利用分类的方法来培养学生利用辩证的态度来看待问题

总结(5分钟)

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本节课的内容,形成一个知识体系。

利用问题引领的方法培养学生总结归纳的能力

布置作业

1.课后“动手动脑学物理”第1、2、3题

2.调查生活中还有哪些是利用电热,哪些是防止电热的措施。

学生按要求完成作业,对生活实际开展力所能及的调查。

巩固本课学习内容,同时增加课外调查的作业,使物理走向社会、走向生活。

相关知识

初三物理焦耳定律教案


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课题课型新授课授课时间设计人范春炜
教学目标知识目标:1.知道电流的热效应.2.在观察实验的基础上引出焦耳定律.
能力目标:理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.
情感目标:增强动手观察能力,激发学生学习物理知识,认识物理与技术联系的兴趣。
教学重点①电阻概念的建立;②通过实验探究,认识决定导体电阻大小的因素。
教学难点通过实验探究,认识电阻大小与哪些因素有关。
1.引入新课
问:(1)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?
(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?为什么?
学生回答:发烫.是电流的热效应.
再通过课本本节开始的“?”和图9-6,引入新课.
2.进行新课:
(1)演示实验:
①介绍如图9-6的实验装置,告诉学生RA>RB,RB=RC,通电后,IA=IB,IB<IC(从电流表的示数可知道I的数值).
②问:该实验的目的是什么?(研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关)
③问:该实验的原理是什么?观察什么?向学生讲述:当电流通过电阻丝A、B、C时,电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀,瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多,液面就会上升得越高.我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量.
④教师演示实验,记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情况:hC>hA>hB.
⑤分析:
问:比较A、B两瓶,什么相同?(I、t相同),什么不同?(R不同,RA>RB;玻璃管中煤油上升的高度不同,hA>hB),说明什么?
引导学生回答:在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多.
问:比较B、C两瓶,同上问(略).
引导学生回答:在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多,教师指出:进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.
问:上述实验中,若通电时间越长,瓶中煤油上升得将会怎样?(学生回答:越高)
引导学生回答:在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多.
(2)师生共同归纳,教师指出,英国物理学家焦耳通过大量的实验,总结出焦耳定律.
①内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.
②公式:Q=I2Rt.
③单位:I-安,R-欧,t-秒,Q-焦.
注意:焦耳定律是实验定律,在此可向学生讲一些焦耳的故事,以激发学生勤奋学习,不怕困难,勇于攀登的精神.
(3)根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.
若电流做的功全部用来产生热量即Q=W,
又∵W=UIt,
根据欧姆定律U=IR,
∴Q=W=UIt=I2Rt.
(4)指出:焦耳定律适用于任何用电器的热量计算,对只存在电流热效应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/Rt来计算热量.
(5)例题:
一只“220V45W”的电烙铁,在额定电压下使用,每分钟产生的热量是多少?你能用几种方法解此题?
(6)讨论:(先由学生说,然后在教师的引导下进行归纳)
①课文前面“?”中的为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”.
分析:因为电线和灯串联,通过它们的电流是一样大,又因为灯的电阻比电线的大得多,所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多.因此,灯泡热量发光,而电线却感觉不到热.
②课文前面“?”中的和电炉相连的电线为什么显著发热?
分析:照明电路的电压是一定的,由P=UI可知,在相同的时间内,电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多.因此跟电炉相连的电线显著发热,可能烧坏绝缘皮,甚至引起火灾.
③讨论课本本节中的“想想议议”,让学生自己说.
3.小结:略.
(四)说明
1.研究焦耳定律的实验是把课本上的1、2两次实验同时进行.闭合开关后,让学生同时观察三个瓶里玻璃管中煤油液面升高的情况(在课前就把实验电路连好),这样,可以把更多的时间花在分析实验,引出焦耳定律及运用焦耳定律上.
2.Q=W只对纯电阻电路(如灯泡、电炉等)适用,对非纯电阻电路(如含电动机的电路)不适用,这一点要向学生交等清楚.差异个性设计
如图9-6的实验装置一套(比课本上图9-7的实验装置多用一个瓶和一块电流表).

物理教案-焦耳定律


教学目标

知识目标
1.知道电流的热效应.

2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.

能力目标
知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法.

情感目标
通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学,勇于克服困难的信念.

教学建议

教材分析
教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系,这样做的好处是体现物理研究问题的方法,在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法,避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难.在实验基础上再去推导学生更信服.同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识.

做好实验是本节课的关键.

教法建议
本节课题主题突出,就是研究电热问题.可以从电流通过导体产生热量入手,可以举例也可以让学生通过实验亲身体验.然后进入定性实验.

对焦耳定律内容的讲解应注意学生对电流平方成正比不易理解,可以通过一些简单的数据帮助他们理解.推导中应注意条件的交代.定律内容清楚后,反过来解决课本中在课前的问题.

教学设计方案

提问:

(1)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?

(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?为什么?

学生回答:发烫.是电流的热效应.

引入新课

(1)演示实验:

1、介绍如图9-7的实验装置,在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各装一根电阻丝,甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大,串联起来,通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高,体积膨胀,煤油在玻璃管里会上升,电流产生的热量越多,煤油上升得越高.观察煤油在玻璃管里上升的情况,就可以比较电流产生的热量.

2、三种情况:
第一次实验:两个电阻串联它们的电流相等,加热的时间相同,甲瓶相对乙瓶中的电阻较大,甲瓶中的煤油上升得高.表明:电阻越大,电流产生的热量越多.

第二次实验:在两玻璃管中的液柱降回来的高度后,调节滑动变阻器,加大电流,重做实验,让通电的时间与前次相同,两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度,第二交煤油上升的高,表明:电流越大,电流产生的热量越多.

第三次实验:如果加长通电的时间,瓶中煤油上升越高,表明:通电时间越长,电流产生的热量越多.

(2)焦耳定律

英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定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,这个规律叫做焦耳定律.

焦耳定律可以用下面的公式

表示:Q=I2Rt

公式中的电流I的单位要用安培(A),电阻R的单位要用欧姆(Ω),通过的时间t的单位要用秒(s)这样,热量Q的单位就是焦耳(J).

例题一根60Ω的电阻丝接在36V的电流上,在5min内共产生多少热量.

解:I=U/R=36V/60Ω=0.6A

Q=I2Rt=(0.6A)260Ω300s=6480J

在一定的条件下,根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式如果电流通过导体时,其电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,也就是电流所作的功全部用来产生热量.那么,电流产生的热量Q就等于电流做的功W,即Q=W.W=UIt,根据欧姆定律U=IR推导出焦耳定律Q=I2Rt,

(3)总结

在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多.

在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多,进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.

在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多.

探究活动

【课题】“焦耳定律”的演示

【组织形式】学生分组或教师演示

【活动方式】
1.提出问题

2.实验观察

3.讨论分析

【实验方案示例】

1.实验器材:干电池四节,玻璃棒,若干电阻丝,蜡烛,火柴棒.

2.制作方法

把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端,绕线匝数比例为1∶8,两线圈相距5cm左右,然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡,使线圈被蜡均匀地包住.点着火柴立即吹灭,靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上,如图1所示.

图1

3.实验步骤

(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电,可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明:在电流强度和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量就越多.

(2)经过较长时间后,匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆也会掉下来.这就说明:通电时间越长,电流产生的热量越多.

(3)用四节电池(增大电源电压)重做上述实验,可看到两根火柴杆都先后很快掉下来.在线圈的温度不太高时,可认为总电阻不变,电压增大时,通过它们的电流增大.这就表明:电流越大,电流产生的热量越多.


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焦耳定律


一般给学生们上课之前,老师就早早地准备好了教案课件,大家都在十分严谨的想教案课件。只有规划好教案课件计划,新的工作才会更顺利!你们清楚有哪些教案课件范文呢?小编收集并整理了“焦耳定律”,供大家借鉴和使用,希望大家分享!

●教学目标
1.知识与技能
知道电流的热效应。
知道焦耳定律。
知道利用和防止电热的场合和方法。
2.过程和方法
通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。
3.情感、态度与价值观
通过电热的利用和防止知识的学习,认识科学是有用的。
通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识。
●教学重点
通过实验探究电流热效应跟哪些因素有关。.
●教学难点
组织指导学生在探究过程中认真观察、分析,并得出正确结论.
●教学方法
探究法、观察法、讨论法.
●教具准备
烧瓶、温度计、铜丝、电炉丝、导线、煤油、电源.、电炉、电熨斗、热得快等电热器、投影仪.
●教材分析
“电与热”是电能和电功率之后的一个学习内容,在本章教材的编写顺序(电能——电功率——测量小灯泡的功率——电与热——电功率和安全用电)中起着承上启下的作用。电和热是学生生活中熟悉的用电器入手,使学生进一步认识电和热的关系,通过实验说明电热与电阻、电流、通电时间都有关系(实验中很好地运用了控制变量和转换的研究方法),指出焦耳经过大量实验才于1840年得到精确的结果——焦耳定律,同时为了使学生加深对焦耳定律的认识,又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt,这时启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。为了使学生对课程标准中的“在电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比”有更深的理解,教材在50页设计了“想想议议”问题。对于电热的利用和危害的防止,教材也是从生活实际出发,通过生活中两方面的事例加以说明。
●课时安排
1课时
●教学过程
(一)、引入新课
播放视频:电炉烧水
电热取暖器
电熨斗
[师]这些用电器工作时有一个什么共同特点?
[生]都要消耗电能。
[生]都会产生热。
[师]同学们根据自己的生活经验,一定能举出许多电流通过导体时,导体会发热的例子
这种现象这叫电流的热效应.
板书:电流的热效应
[师]在前面课程小灯泡的发光实验中,同学们曾有意地去触摸过小灯泡,感觉小灯泡(同学们一起说)热.有没有同学触摸过导线,如小灯泡连接的导线热不热.
[生]我摸过,没感觉到热.
[生]我也在家里摸过做饭的电饭锅,饭都熟了,导线也没感觉到热.
[师]同学们有没有考虑过这样的问题:导线和用电器中流过的电流相同吗?
[生]相同.
[师]导线和用电器中流过了相同的电流,用电器发热而导线却几乎不发热,这是为什么?今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关.
(二)、进行新课
一.电流的热效应
[想想做做]方法一:
[师]同学们四人一组,选择你们面前的仪器设计实验,讨论如何做,有什么问题可以提出来.
[生]为什么要用煤油,用水不可以做吗?
[生]为什么是等量的煤油,不等量行吗?
[师]完全可以用水来代替煤油,只不过时间可能要长一些才能从温度计上读出温度值.原因同学们在后续课程中将会找到答案.谁能回答第二个问题?
[生]只有等量的煤油,才能通过它们的温度讨论电流产生的热量.这样的方法应该是控制变量法.
[师]同学们如果没有什么问题,可以开始实验.
(学生实验,教师巡视,提醒同学们注意安全)
[生]两个瓶中温度不同.
[生]浸泡着镍铬合金丝的瓶中温度计指示的温度高.
(引导学生分析)
[生]煤油温度高,说明煤油中的金属丝产生的热量多.即电阻大的金属丝产生热量较多.
方法二:
学生:根据钢丝和铅笔芯上的蜡油熔化的快慢,推断在电流相同的条件下,电流的热效应与电阻的定性关系。
[师]刚才有同学问,为什么把金属丝做成螺旋状,直的不行吗?请同学们看下面的演示.
[演示]电热切割(可让1~2位同学演示)
如图,电阻丝和铜丝各一段,在木架上串联后接入电压为4~6V的蓄电池组上.同时将相同的泡沫塑料板与电阻丝和铜丝接触(过一会).
[生]和电阻丝接触的塑料泡沫板被烧熔切开,和铜丝接触的没有切开.
[生]这说明电阻丝产生的热量多.
[生]就是说在电流相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多.
[师]大家都同意后一个同学归纳的结论吗?
(同学们开始议论.教师提醒大家:他是不是忽视了一个重要条件:从实验考虑)
[生]电阻丝和铜丝在同一个串联电路中,它们工作的时间相同.
[生]应该说,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多.
[生]也可以说在电流相同的情况下,电阻越大,产生热量的功率越大.
共同总结出:在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。
[师]刚才我们已经知道了,电流的热效应与电阻的关系了,那跟电流有什么关系呢?同学们能否设计出实验来验证呢?
[生]讨论后得到实验方案
[强调]控制变量的重要。
[演示]演示实验
[师]这个实验又说明了什么问题呢?
[生]在通电时间一定、电阻相同的情况下,通过电流越大,导体产生的热量越多。
[师]同学们再来思考一下,电流的热效应还跟什么因素有关?
[生]时间,比如电视机通电越久,机身就越热。
[师]刚才我们从第一个实验也可以看到,铜丝或镍铬合金通电时间越久,煤油的温度升高得越多,说明产生的热量也越多。
二.焦耳定律
[师]从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热的多少跟导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系,得到了焦耳定律。
(学生阅读焦耳定律的内容)
板书:Q=I2Rt
Q——热量——焦耳(J).
I——电流——安培(A)
R——电阻——欧姆(Ω)
t——时间——秒(s)
引导学生利用电功率的表达式P=IU和欧姆定律I=.推导出焦耳定律。
[强调]在说到两个物理量“成正比”“成反比”的时候,一定要注意条件:关系式中其他物理量的大小不变.
[投影]
例题:某导体的电阻是2Ω,通过2A的电流时,在1min内产生多少热量?
(教师引导学生分析、演算、要求一名学生板演)
解:由题知:R=2ΩI=2At=1min=60s
Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J
(同学们在演算过程中,教师要提醒大家注意:代入计算的时候,要将电流的单位“A”一起平方,同时要注意单位的统一。)
[师]我们通过实验、观察、利用公式推导得出了电流热效应跟什么因素有滚.同学们现在能不能回答本节开始时的问题?
[生]导线和用电器(电炉或电饭锅或电灯)中通过的电流相同,但是导线的电阻较小,而那些电器的电阻较大,所以,那些电器发热,而导线几乎感觉不到热.
[师]生活中有些电热我们要利用,有些电热我们是要防止的.
三.电热的利用和防止
[师]关于电热的利用,同学们已经了解了许多,比如…
[生]电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉…
[师]同学们举出的都是利用电来加热的设备,都是常见的电热器.
出示电炉(可用投影仪投影放大)
[师]电热器的主要部分是发热体.同学们观察电炉由什么组成?
[生]主要是炉丝即电阻丝.
[生]还必须有炉盘,电炉盘是绝缘材料做成的.
[师]从实际考虑,电炉丝应该有什么要求?
[生]电炉就是要靠电炉丝发热的,所以炉丝的电阻应该很大.
[生]炉丝还应有较高的熔点,这样它在发热时才不容易烧断.
[师]同学们以电炉为例说明发热体是什么做的?
[生]发热体是由电阻(率)大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.
(播放视频:电熨斗开壳看电热体或出示“热得快”、电饭锅等电热器,并能将电饭锅、电熨斗的发热板取出让学生观察,向学生说明,其他的电热器也都需要用电阻大、熔点高的金属导体作为发热体)
[师]我们了解了电热器,大家能不能说说使用电热有什么好处?
[生]电热清洁卫生,没有环境污染.
[生]热效率高,使用方便.
[生]能方便地调节,如控制温度,操作简单.
[生]…
[师]同学们知道了利用电热的好处.但有些时候,有些地方的电热我们是不需要的,还要设法防止.有关的内容,大家了解的有哪些呢?
[生]电机使用过程中会发热,如果连续使用时间过长,还会烧坏电机.
[生]有些导体上的绝缘材料会因温度过高,使绝缘材料迅速老化,甚至烧坏.
[生]电视机开的时间长了会发热.电视机后盖上有许多孔,就是为了能通风散热.
[生]电脑中还装有风扇,也是为了散热,减少电热的危害.
[生]老师用的投影仪上也装有小风扇,也是为了快点散热.
[生]农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会,等凉了再用,是为了防止电热可能造成的危害.

播放视频:电动机散热窗或录音机散热窗,加深学生印象。
[师]同学们对电热的危害及防止了解的还真不少.老师这儿有一份电器的说明书,请大家仔细阅读,并分析说明其中的道理.
[投影]
教师引导学生着重注意以下内容:将电器置于通风良好处;勿使电器淋雨或受潮,长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.
[生]电器工作时,置于通风良好的地方,是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害.
[生]电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能,使电路工作失常,影响用电器的使用.长期不用的电器隔一段时间要通电,是为了利用电热来驱潮,是电热的利用.
[师]同学们分析得很好,大家一起来小结本节内容.
(三)、小结
本节课我们学习了如下知识
1.电流的热效应
2.焦耳定律.
3.电热的利用及防止.
(四)、板书设计
一.电流的热效应
二.焦耳定律
Q=I2Rt
Q——热量——焦耳(J).
I——电流——安培(A)
R——电阻——欧姆(Ω)
t——时间——秒(s)
三.电热的利用和防止