江苏省丹阳市后巷实验中学九年级物理下册《15.3电热器电流的热效应》导学案

【学习目标】
1.知识与技能：
⑴知道电流的热效应
⑵在实验的基础上总结得出焦耳定律的内容
⑶理解焦耳定律的内容公式及其应用
⑷知道一般电热器的工作原理和应用
2.过程与方法：
体验科学探究的过程，了解科学探究的重要方法—控制变量法，提高探究能力和思维能力
3.情感、态度与价值观：
体验科学探究的乐趣，体会物理科学的研究方法
【重点难点】
理解焦耳定律的内容、公式、单位和应用
实验探究焦耳定律
【课前预习】
1、电饭煲、电热油汀、电水壶、电熨斗、电热蚊香工作时，将 转化为 。我们把这些电器统称为 。
2、电流通过导体所产生的热量叫做 。
【新知导学】
⑴电流通过导体做功的过程中，是将什么能转化为什么能的过程？
⑵电流通过各种用电器时，如电动机、电灯等，过一段时间后，用手去摸用电器时有何感觉？为什么？
电流的热效应：
⑴通过对电流通过用电器时用电器发热，得出：只要导体中有电流通过，且导体由电阻存在，导体总会发热。
⑵电流的热效应：电流通过导体时，导体发热的现象
⑶举出生活中利用电流热效应常用用电器
焦耳定律
1.提出问题：电流通过导体时所产生的热量与哪些因素有关？
⑴猜测电流产生的热量与哪些因素有关
⑵讨论：要研究电流产生的热量与哪些因素有关，应该怎么办？
2.实验探究—电流产生的热量与电阻的关系：
⑴要研究电流产生的热量与以上因素的关系，应采用什么方法？
⑵要研究电流产生的热量与电阻的关系，应该怎样设计实验和控制哪些变量？画出电路图来。
⑶实验探究：
3. 实验探究—电流产生的热量与电流的关系：
⑴要研究电流产生的热量与电流的关系，应该怎样设计实验和控制哪些变量？该怎么办？
⑵实验探究：
4. 实验探究—电流产生的热量与电阻的关系：
⑴要研究电流产生的热量与以上因素的关系，应采用什么方法？
⑵要研究电流产生的热量与时间的关系，应该怎样设计实验和控制哪些变量？
⑶实验探究：
5.实验结论：电流通过导体产生的热量与导体本身的
、通过导体的 以及通电时间有关。
这些关系有焦耳经过大量的实验，得出了焦耳定律。
6.焦耳定律的内容：
电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体本身的电阻成正比，与通电时间成正比。写成公式为： Q=I2Rt
Q的单位为J，电流、电阻、时间的单位分别为A、Ω、S。 1J＝1A.Ω.S
7.焦耳定律的数学推导：若用电器消耗的电能全部转化为内能，则W＝Q
Q=UIt
电流的热效应：
⑴通过对电流通过用电器时用电器发热，得出：只要导体中有电流通过，且导体由电阻存在，导体总会发热。
⑵电流的热效应：电流通过导体时，导体发热的现象
⑶举出生活中利用电流热效应常用用电器
某用电器的电阻丝的电阻为55Ω，接入220V的电路中，在20min内共产生多少热量？
【例１】
某用电器的电阻丝的电阻为55Ω，接入220V的电路中，在20min内共产生多少热量？
8.焦耳定律的导出公式及适用范围
Q＝I2Rt=＝Pt=UIt=Pt
在所有的电路中，焦耳定律的是适用的，但导 ( http: / / www.21cnjy.com )出公式只适用于纯电阻电路中。因为在非纯电阻电路中，如电动机，电流做功只有一部分用来产生热量，绝大部分都转化为机械能，即W＝E+Q，在这种情况下，焦耳定律仍然适用所要注意的是，算出的数值仅是其中转化为内能的那一部分能量（电功）
【例２】
有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，
正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？
电流热效应的利用和防护
利用：利用电流的热效应可以制成电热器。如：电热毯、电炉、取暖器等。
防护：电流通过导体发热，也会造成危害。如输电线在输电过程中有一部分电能转化为内能造成浪费，导线过热会引起绝缘层的老化而引起火灾等
【当堂训练】
1焦耳定律：数学表达式为：Q＝ ，电流通过导体做功，若电能全部转化为内能则：Q W＝ ＝ ＝ ＝ 。串联电路中I一定，R越大单位时间内产生的热量越 。并联电路中，U一定，R越小，I越大（I是平方倍增大）单位时间内产生的热量越 。
2．一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作．
（1）在求电动机正常工作1min所消耗的电 ( http: / / www.21cnjy.com )能时，有以下两种不同的解法小明解：W=UIt=2V×0.8A×60s=96J小华解：W=I2Rt=（0.8A）2×1Ω×60s=38.4J你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由．
（2）求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少？
【收获反思】
家长签字 教师评价