第十六章　第四节　科学探究：电流的热效应教案 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第四节　科学探究:电流的热效应
【2022年版课标要求】
1.通过实验,了解焦耳定律。
2.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
【重点难点】
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。
难点:焦耳定律公式的适用条件、电功与电热的关系推导。
【教学准备】
教师准备:多媒体课件、学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、质量相等的煤油、阻值不等的电阻丝、温度计、导线等。
学生准备:学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、质量相等的煤油、阻值不等的电阻丝、温度计、导线等(学生分组实验,6人一组,共分8个小组)。
【教学设计】
【情境引入】
给电炉通电,过一段时间之后,电炉热得发红,而跟电炉串联的导线却不怎么热,这是怎么回事呢
【新课教学】
一、电流的热效应
想一想,电炉、电焊、电饭锅等家用电器是怎样工作的呢
电流的热效应:电流通过导体时电能转化为内能的现象。
实验探究:电流产生的热量与哪些因素有关
提出问题:电流产生的热量跟哪些因素有关呢
进行猜想　提出假设:电流产生的热量可能与电流的大小、导体电阻的大小以及通电时间的长短有关,这个猜想是否正确呢
设计实验　验证假设:在三个因素中先固定两个因素,改变第三个因素,观察导体放出的热量与这个因素有什么关系,这种方法叫作控制变量法。
如图所示,在烧瓶甲、乙中盛等量的煤油,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。
(1)电流和通电时间相同时,观察哪个瓶中的煤油温度上升得多,从中得出什么结论
(2)通电时间和电阻相同时,观察哪个瓶中的煤油温度上升得多,从中得出什么结论
归纳总结　得出结论:
(1)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。
(2)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。
(3)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。
说明:
(1)电流产生的热量与电阻、电流和通电时间有关,在探究电流产生的热量与这些因素的关系时,应该用控制变量法来设计实验方案、分析实验数据、表述实验结论。
(2)实验中,用温度计的示数大小表示电阻放出热量的多少,这种研究问题的方法就是转化法。
二、焦耳定律
1.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。
2.公式:Q=I2Rt。
3.单位: J;1 J=1 A2· Ω·s。
说明:
(1)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。
(2)防止电热带来危害的措施是:用电器后盖设置散热窗、用电器中安装小风扇等。
【课堂小结】
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。
布置作业
课本P133~134作业
课本P134~136本章练习
【板书设计】
第四节　科学探究:电流的热效应
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