11.4电流的热效应教案 （表格式） 京改版物理九年级全一册

第四节 焦耳定律
【教学目标】
知识与技能
1、知道电流热效应的现象及能量的转化。
2、通过探究影响电流热效应的因素，理解焦耳定律的内容，能够利用焦耳定律公式进行简单的计算。
3、会利用焦耳定律解释一些生活中简单现象。
4、举例说出生活中利用电热的实例，了解电热的危害和防止方法。
过程与方法
通过实验探究，培养学生的实验探究的能力和理论分析的能力，体会运用控制变量法和转换法进行实验。
情感、态度与价值观
通过学习能够把所学知识应用到实际生活中去，树立学好科学文化知识为社会服务的观念。
【教学重难点】
重点： 焦耳定律、电流热效应的应用、电热的计算
难点：电热大小的影响因素的猜想和实验设计。
【教学准备】或【实验准备】
多媒体课件、电阻丝（1个10欧、3个5欧的电阻丝）、密封容器（2个）、U形管（装有颜色的液体）、橡胶管、烧瓶（1个）、煤油、温度计（1个）、学生电源（12V）、开关、秒表、导线（若干）
【教学过程】
主 要 教 学 过 程
教学内容 教师活动 学生活动
一、创设情景、导入新课 二、进行新课 实验准备 探究实验 1、探究产生热量Q与电阻R的关系 2、探究产生热量Q与电流I的关系 3、探究产生热量Q与通电时间t的关系 焦耳定律 产生热量Q与消耗电能W的关系 电热的利用和防止 【情景创设】： 2008百年一遇的雪灾席卷整个南方，电线上结了厚厚的冰，竿倒线断，给人们的生活带来了很多不便，造成经济损失2000亿。科技人员攻关研究出“直流融冰”新技术，对冰熔化，避免了巨大的经济损失。你知道这种新技术的基本物理原理吗？ （设计意图：利用中国重大事件为背景，激发学习兴趣） 【板书课题】：我们今天就来学习第十八章第四节《焦耳定律》 【引入】：像电暖气等生活中很多用电器，通电以后会产生热量。你还知道哪些电加热的设备吗？ 【小结】：电流通过导体时，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 【质疑】：“小太阳”电暖气和电炉都是由电炉丝发热，电炉丝A和导线B相连，通过它们的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不热呢？换句话说，电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关？请同学们作出合理猜想。 （注：学生猜想因素有哪些，不一定能想到，老师适时给以提示。） 【实验指导】： 电流产生热量有多有少，你能从提供的器材中，比较出热量的多少吗？电阻丝、密封容器（带有小孔）、U形管（装有颜色的液体）、橡胶管、烧瓶、煤油、温度计 【播放课件&点拨】：转换法反映产生热量的多少 方案一 方案二 （说明:若学生想不到，老师可展示课件。） 方案一：电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成 ；液面差越大，产生的热量越 。 方案二：烧瓶内装有煤油，电阻丝产生热量会使温度升高，用 测量温度；温度越高，产生热量的越 。 【小结】：实验中，将不易观察到的现象通过其它直观形象显示出来，我们称之为转换法。以上两种方案中，加热空气快？还是加热煤油速度快？ 【过渡】：所以我们就选用第一种方案，进行实验探究。 （设计意图：发挥学生的主观能动性，培养学生的创造思维） 实验一：探究产生热量Q与电阻R的关系 【实验指导】：1、通过我们的猜想电流产生的热量可能与多个因素有关，应该采用什么探究方法？ 2、当探究产生热量Q与电阻R的关系时，如何控制变量呢？一个10欧、两个5欧的电阻丝，我们怎么选？ 3、如何才能更好地让通过两个电阻的电流、通电时间一样？ 【进行实验】： 【引导】：哪个电阻的液面差明显？说明了哪个电阻产生的热量多？ 可以得到什么结论？ （设计意图：通过一个完整的实验探究，让学生掌握其过程。） 实验二：探究产生热量Q与电流I的关系 【实验指导】：1、当探究产生热量Q与电流I的关系时，如何控制变量呢？ 2、一个10欧、两个5欧的电阻丝，我们怎么选？ 3、两个容器中密封同样的电阻，在另一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中的电阻的电流就不同。 【进行实验】： （设计意图：通过电路图便于学生更好理解通过两密封容器内电阻丝的电流为何不等） 【引导】：哪边液面差明显？是电流大的还是电流小的产生的热量多？可以得到什么结论？ 实验三：探究产生热量Q与通电时间t的关系 【实验指导】：当探究产生热量Q与通电时间t的关系时，应该怎么做呢？我们可以第一次通电5s，第二次通电10s. 【进行实验】： 【引导】：哪次通电形成的液面差明显？可见产生的热量多少与通电时间有什么关系？ 【师生共同总结】：当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。 【自学指导】：英国物理学家焦耳首先对此作出了卓越的探究，请大家阅读课本100页第二部分以及图18.4-4《焦耳简介》，回答以下问题： 1、焦耳定律的内容是什么？ 2、公式如何表示？ 3、每个物理量的单位分别是什么？ 【板书】 焦耳定律内容：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，这个规律叫焦耳定律。 公式：Q = I R t 【例题】一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少J热量？ 【学生示范】解：通过电阻丝的电流为： 电流产生的热量为： Q= I Rt =(0.6A) ×60 ×5×60s =6480J 【指导】理清学生的解题思路，规范解题过程 【针对练习】某导体的阻值为4 Ω，通过0.5 A的电流时，则1 min产生多少热量？ （设计意图：通过例题让学生养成规范解题过程和良好的书写习惯。） 【学以致用】 1、我们学习了焦耳定律，你能回答当电炉丝A和导线B通过的电流相同，为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？ 2、你知道“直流融冰”新技术，即在输电线路中输入3000A左右的大电流，对冰熔化的物理原理吗？ （设计意图：让学生从生活中走进物理，探索物理知识的奥秘，再从知识的殿堂中回归生活。） 【设疑】电视机、电动机、电暖气都标有“220V，200W”，把它们并联在220V的电压下，则相同时间内产生热量Q最多是？为什么？ 【点拨】（1）电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式能量，那么，电流产生的热量Q和消耗的电能W的关系是Q=W,这样的电路称为纯电阻电路。例如电炉，电饭锅，电热水器，电烤箱，电热水壶等用电器，计算热量还可用Q= = = = 。 （2）像电动机、电视机消耗的电能除转化为内能还转化为其它形式的能，这样的电路称为非纯电阻电路，Q W。所以计算非纯电阻电路产生的热量只能用公式Q=I Rt。 （设计意图：让学生进一步理解电流产生的热量Q的计算，认识得到提升，能够灵活运用公式。） 【自学指导】：阅读教材P101“电热的利用和防止”讨论回答下列问题： （1）、电热对我们是有利还是有害的？ （2）、生活中我们是如何利用电热的？ （3）、有时电热会给我们造成什么危害？我们又是如何防止的呢？ 【展示课件】 电热器的优点: 清洁卫生，无污染，效率高，便于调节温度。 电热的危害：电热过多，损坏物品 电熨斗忘记关电源 在高温下，长时间使用电脑 防止措施：设法散热 （1）加散热窗 （2）加风扇 （设计意图：从课堂走向生活,让学生发现生活中电热的利与弊,便于学生理解和应用──“生活是最深刻的实验”，渗透安全用电教育，体现新课标的“情感、态度、价值观”。） 观看并思考 电热水器、电熨斗、热得快、电饭锅等等 猜想： 1、与电流的大小 2、与电阻的大小 3、与通电时间的长短 4、…… 小组讨论 1、电阻丝加热密封容器中的空气，推动U形管中液体，形成液面差 2、电阻丝加热煤油，用温度计测量煤油的温度 液面差、多 温度计、多 方案一快； 方案二煤油的比热容比空气的大，需要吸收更多的热量才会升高，所以慢 小组讨论 1、控制变量法 2、应让电流、通电时间一样，改变电阻的大小；选一个5欧和一个10欧的 3、将两个电阻串联 观察实验现象 1、10欧的液面差大 2、电阻大的产生热量多 3、当通过导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。 小组交流、讨论 1、让电阻、通电时间一样、改变通过电流的大小 2、选两个5欧的电阻丝 观察实验现象 1、左边液面差明显 2、电流大的产生热量多 3、当导体的电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多。 学生回答 让电阻、电流一样、改变通电时间的长短 观察实验现象 1、第二次液面差大 2、通电时间越长，产生的热量越多 3、当通过导体的电流和导体的电阻大小相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。 自主学习、回答问题 1、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，这个规律叫焦耳定律。 2、Q=I Rt 3、Q—焦耳（J） I—安培（A） R—欧姆（ ） t—秒（s） 练习 产生60J的热量 讨论、交流 1、导线的电阻很小，而电炉丝的电阻很大，由焦耳定律Q=I Rt可知，在相同时间内电流越大、热量越多，因此电炉热得发红，而导线却不热。 2、当电阻、通电时间一定时，电流越大产生的热量越多 讨论、交流 由W=Pt可知，消耗的电能一样多； 电视机：W=Q+光能 电动机：W=Q+机械能 电暖气：W=Q 所以，电暖气产生的热量多 ＜ 自主学习 回答问题 1、既有利又有害 2、电熨斗、电饭锅、电热水器等 3、烧坏用电器； 烫伤 4、（1）电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热，使用时一定要把防尘布罩拿开。 （2）电脑里安装了微型风扇，把热吹走 （3）不要长时间使用 观看课件 增强安全意识 了解方法
课堂小结 回顾本节课的学习内容 见附件1 学生梳理知识
课堂检测 师巡视、讲评 见附件2 完成检测题
布置作业 见附件3 课后完成
【板书设计】
第四节 焦耳定律
一、电流的热效应：
三、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，这个规律叫焦耳定律。
2、公式：Q=I Rt
3、与消耗电能的关系： Q= W（纯电阻电路）
四、电热的利用和防止
电热器的优点:
清洁卫生，效率高，方便调温。
防止措施：设法散热
（1）加散热窗 （2）加风扇