【大单元·任务式】《13.3.1电流的热效应》课时导学案（含答案）--北师大2024版（郭玉英）9年级

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【学习目标】
学习目标 物理观念：理解电流的热效应概念，能定性分析电阻、电流、通电时间与电流产生热量的关系，解释生活中电流热效应的现象。 科学思维：通过实验探究，掌握控制变量法、转换法的科学思维方法，能基于实验数据推导物理规律。 科学探究：经历“问题与猜想—制订方案—收集证据—分析论证”的完整探究过程，提升实验设计、操作及数据处理能力。 科学态度与责任：体会物理知识的生活应用价值，增强安全用电、节约用电的意识。
学习重点 1. 电流的热效应概念的理解。 2. 探究影响电流热效应因素的实验过程。 3. 电阻、电流、通电时间与电流产生热量的定性关系。
学习难点 1.实验方案的严谨设计。 2.多因素影响下的逻辑分析，以及从实验现象到物理规律的推导过程。
【课前预习】
一、电流热效应的认识
1. 电流通过导体时，电能转化为______能的现象，叫做电流的热效应。生活中，______、______等用电器都是利用电流的热效应工作的。
2. 电流的热效应是电能发生______的一种形式，在这个过程中，消耗的______能一部分转化为我们需要的______能，可能还有一部分转化为其他形式的能。
二、电流热效应的影响因素猜想
3. 结合生活经验猜想，电流通过导体产生的热量可能与______、______、______等因素有关。例如，用热水壶烧水时，通电时间越长，水越容易烧开，这说明热量可能与______有关；同样的电压下，大功率电炉比小功率台灯发热更明显，这说明热量可能与______有关。
三、电流热效应的应用与防护
4. 电流的热效应在生活中应用广泛，如电熨斗工作时，______丝发热使温度升高；但同时也会带来危害，如电视机工作时间过长会发热，因此电视机后盖上设计了很多______，用于散热。
5. 家庭电路中，导线接头处如果接触不良，会导致此处电阻______，电流通过时产生的热量______，容易引发火灾，这是电流热效应的______（选填“应用”或“危害”）表现。
【课中研学】
1. 结合生活经验和提示，猜想：电流产生的热量多少可能与哪些因素有关？
2. 实验中为什么要用 “同种、等质量的液体”？这体现了什么实验方法？改变电流时，需要保持哪些量不变？
3. 实验探究：探究影响电流热效应的因素
①对照教材实验图，绘制完整的实验电路图，标注各器材规格；
②按实验步骤完成操作，记录3组有效数据；
③对比不同实验组的数据，绘制“变量-温度变化”关系曲线，归纳定性规律。
根据实验现象及数据，分析得出实验结论。
【课堂总结】
【分层作业】
（巩固性作业）
一、填空题
1. 电流通过导体时，________能转化为________能的现象，叫做电流的热效应。
2. 生活中，电暖器、电饭锅等用电器都是利用________工作的，这是电流热效应的典型应用。
3. 电流的热效应会带来一定危害，如电视机长时间工作后会发热，因此电视机后盖上通常设计有________，以实现散热。
4. 家庭电路中，导线接头处若接触不良，会导致此处电阻________，电流通过时产生的热量增多，容易引发安全隐患。
5. 电流的热效应是电能发生________的一种重要形式，在该过程中能量的总量保持不变。
二、选择题
6.下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电风扇 B. 电冰箱 C. 电熨斗 D. 笔记本电脑
7. 关于电流的热效应，下列说法正确的是（ ）
A. 只有导体通电时才会产生电流的热效应
B. 电流的热效应过程中，电能只转化为内能
C. 电流的热效应是电能转化为内能的过程
D. 绝缘体通电时不会产生电流的热效应
8. 下列现象中，属于电流热效应危害的是（ ）
A. 电烤箱烘烤食物 B. 电热水器加热水
C. 电线老化发热引发火灾 D. 电暖器取暖
9. 生活中常用的“热得快”，其工作原理是（ ）
A. 电流的磁效应 B. 电流的热效应 C. 电磁感应 D. 磁场对电流的作用
10. 下列措施中，不是为了利用或控制电流热效应的是（ ）
A. 电熨斗安装温度调节器 B. 电脑主机安装散热风扇
C. 给自行车轴加润滑油 D. 电饭锅设计保温功能
（拓展性作业）
11. 11. 将两个相同的电阻丝分别接入甲、乙两个电路中，甲电路中电阻丝两端电压较大，乙电路中电阻丝两端电压较小，通电时间相同。则下列说法正确的是（ ）
A. 甲电路中电阻丝产生的热量多 B. 乙电路中电阻丝产生的热量多
C. 两电路中电阻丝产生的热量一样多 D. 无法比较两电路中电阻丝产生的热量
12. 家庭电路中，大功率用电器不宜同时使用，这是因为同时使用时（ ）
A. 电路中的电流过大，产生的热量过多 B. 电路中的电压过大，产生的热量过多
C. 电路中的电阻过大，产生的热量过多 D. 电路中的电能消耗过少
13. 下列关于电流热效应的说法中，错误的是（ ）
A. 电流的热效应与导体的电阻有关 B. 电流的热效应与通电时间有关
C. 电流的热效应与电流的大小有关 D. 电流的热效应与导体的材料无关
14. 某同学发现家里的电水壶工作时，壶底发热明显，而连接电水壶的导线却不怎么热，其原因是（ ）
A. 导线的电阻比电水壶电阻丝的电阻小得多 B. 导线的电流比电水壶电阻丝的电流小得多
C. 导线的通电时间比电水壶电阻丝的通电时间短 D. 导线的电压比电水壶电阻丝的电压大得多
15. 为了防止电流热效应带来的危害，下列做法中不合理的是（ ）
A. 电视机不用时及时关闭电源 B. 电动机外壳设计成镂空状
C. 用湿手触摸正在工作的用电器 D. 电熨斗使用完毕后拔掉插头
（探究性作业）
选做题：
三、综合题
16．小明观察到家里的电暖器在通电后，电阻丝很快发热，而连接电暖器的导线却几乎不发热。请结合本课时所学知识，解释这一现象，并说明该现象体现了电流热效应的哪些相关特点。
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17. 请你设计一个简单的实验，探究“电流通过导体产生的热量与通电时间的关系”。要求写出实验器材、实验步骤、实验现象及实验结论（实验过程中注意安全）。
参考答案
【课前预习】
. 内；电暖器；电饭锅（答案不唯一，合理即可）
2. 转化；电；内
3. 电流大小；导体电阻；通电时间；通电时间；电流大小（前三个空顺序可调整，合理即可）
4. 电阻；散热孔
5. 变大；增多；危害
【作业布置】
电；内
2. 电流的热效应
3. 散热孔（或散热片）
4. 变大
5. 转化
6. C 解析：电风扇、电冰箱、笔记本电脑主要将电能转化为机械能或其他形式的能，电熨斗主要将电能转化为内能，利用电流热效应工作。
7. C 解析：电流的热效应是电流通过导体时电能转化为内能的过程，A选项“只有导体通电时”表述绝对，绝缘体不易导电但并非完全不导电，通电时也可能产生微弱热效应；B选项“只转化为内能”错误，如电暖器工作时也可能有少量能量转化为光能；D选项绝缘体通电时若有电流通过，也会产生热效应，只是电流极小，热效应不明显。
8. C 解析：A、B、D均为电流热效应的有益应用，电线老化发热引发火灾是其危害。
9. B 解析：“热得快”通过电流通过电阻丝发热来加热水，利用电流热效应。
10. C 解析：给自行车轴加润滑油是为减小摩擦，与电流热效应无关；A、D是利用电流热效应并控制温度，B是控制电流热效应带来的危害。
11. A 解析：相同电阻丝电阻相同，通电时间相同，根据生活经验及教材中对热效应影响因素的初步认知，电压越大，电路中电流越大，产生的热量越多，因此甲电路中电阻丝产生的热量多。
12. A 解析：家庭电路电压恒定，大功率用电器同时使用时，总功率过大，根据P=UI可知，电路中电流过大，由生活经验可知，电流越大，通电时产生的热量越多，易引发安全问题。
13. D 解析：结合教材中对热效应影响因素的猜想及生活实例可知，电流的热效应与电阻、电流大小、通电时间有关，导体材料不同可能影响电阻大小，进而影响热效应，因此与材料间接相关，D选项错误。
14. A 解析：电水壶电阻丝与导线串联，电流和通电时间相同，导线电阻远小于电阻丝电阻，根据生活中“电阻越大发热越明显”的认知，电阻丝产生的热量远多于导线，因此壶底发热明显而导线不怎么热。
15. C 解析：湿手触摸正在工作的用电器易发生触电事故，与防止电流热效应危害无关；A、D可避免用电器长时间通电发热，B可帮助电动机散热，均为合理做法。
16. 解释：电暖器的电阻丝与导线串联，通过它们的电流大小和通电时间是相同的，但电阻丝的电阻远大于导线的电阻。根据本课时所学，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，电流产生的热量越多，因此电阻丝很快发热，而导线几乎不发热。
相关特点：体现了电流的热效应与导体电阻大小有关，在电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，产生的热量越多；同时体现了电流的热效应与电流大小、通电时间有关（串联电路中电流相同，通电时间相同）。
17. 实验器材：电源、定值电阻、滑动变阻器、电流表、温度计、盛有等质量煤油的两个相同烧瓶、导线若干、秒表。
实验步骤：①将定值电阻、滑动变阻器、电流表、电源通过导线串联，将定值电阻放入一个烧瓶的煤油中，温度计插入煤油中并固定，记录此时温度计示数t ；②闭合开关，调节滑动变阻器使电路中电流保持恒定，同时启动秒表，记录1分钟时温度计的示数t ；③保持电路中电流不变，继续通电，记录2分钟时温度计的示数t ；④整理实验器材，分析实验数据。
实验现象：t ＞t ，t ＞t ，且t - t ＞t - t 。
实验结论：在导体电阻和通过导体的电流不变的情况下，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
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