1.电能的获得和转化(第3课时)[上学期]

电 能 的 获 得 和 转 化（三）
江北区洪塘中学 储建杰
教学目标：
1． 知识与技能目标：
(1)知道电流的热效应与哪些因素有关；
(2)知道电流热效应中的能量转化。
2． 过程与方法目标：
(1)通过实验探索电流的热效应跟电流、电阻和通电时间的关系，培养学生的科学探究能力;
(2) 用控制变量的思想设计探究的过程.
3． 情感态度与价值观目标：
激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，渗透实事求是和科学献身精神，
激励学生努力学习。
教学重点与难点：
(1)如何引导学生进行科学探究；
(2)如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法，培养科学研究的能力。
教学活动实录：
一、引入新课：
师：（媒体播放生活中的电热器）我们在生活中经常要使用这些电器，如电饭锅、电熨斗、电风扇等，这些用电器在工作时有没有共同的地方？
生1：都需要用电。
生2：工作时都会发热。
二、进行新课
师：对，电流通过导体时，导体会发热的现象叫做电流的热效应。在这种现象中能量发生了怎样的变化？
生：电能转化为热能。
师：对电能转化为热能，确切地说是电能转化为内能，这在下一章会学到。
师：（演示实验）电炉工作及两盏功率不同的灯泡工作。它们产生的热量相同吗？
生：产生的热量有多有少？
师：电炉工作时，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。两盏不同的灯泡工作时亮暗不同。这说明了什么？你又会想到什么？（引导学生提出问题）
生：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？
师：那么，电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢？
生1：可能与电压有关？
生2：可能与电流有关？
生3：可能与电阻有关？
生4：还与通电时间有关？
师：同学们进行了很多的猜想，但那些猜想到底对不对，还需要用实验来验证。在这里，需要说明的是在初中阶段电学研究的是纯电阻电路，并且导体两端的电压跟通过导体的电流可以通过欧姆定律U=IR相联系，所以先不讨论与电压有关。
师：下面以小组为单位来设计实验方案。
（学生讨论并开始设计实验）
师：下面请各小组汇报一下你们组设计的实验方案。
（学生上台，展示实验结果）
师：（教师引导）你们在设计实验过程中碰到的主要问题是什么？
生：如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系？
生：热量的多少如何用实验展示出来？
师：下面，我们结合各小组的实验设计，逐步来解决我们实验设计过程中所碰到的问题。
要验证热量与电流、电阻、时间的关系，我们可以采取什么方法？
生：控制变量法。
师：对。要研究热量跟电流的关系，我们可以采取的方法？
生：时间和电阻相同，电流不同。
师：对。（教师演示）按图连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流为0.2A，通电20s，断开开关，让同学触摸电阻。
生：电阻有点烫。
师：（继续演示），断开开关后，待R冷却，再闭合开关改变滑动变阻器，使通过R的电流为0.6A，通电20s，再次触摸电阻R。
生：比刚才要烫。
师：通过实验对比，我们可以得出什么结论？
生：电流通过导体产生的热量多少跟电流的大小有关。
师：要研究热量跟时间的关系，我们可以采取什么方法？
生：电阻和电流相同，时间不同。可以让一电阻通电20s，然后电流不变，再通电20s，
比较电阻的冷热。
师：（演示，让学生上台触摸）
生：通电时间长的电阻要比通电时间短的电阻烫。
师：通过实验，可以得出的结论？
生：电流通过导体产生的热量多少跟时间有关。
师：要研究热量跟电阻的大小，我们可以采用什么方法？
生：取两个阻值不同的电阻，如5Ω和10Ω的电阻各一个，组成串联电路。然后可以通过触摸电阻的方法来比较产生热量的多少？
师：其实比较产生热量的多少，除了通过触摸电阻的方法以外还可以把电阻放到液体中或气体中，通过液体或气体的热胀程度来体现。
生：如果放入液体中的话，液体的质量要相等。
师：对。（演示实验），可以得出什么结论？
生：电流通过导体产生的热量多少跟电阻大小有关？
师：根据刚才的探究实验，我们知道电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关。它们之间的关系，我们只是作了定性的研究，而早在1840年，英国物理学家通过实验，发现了它们之间的定量关系，也就是焦耳定律。下面请大家阅读“科学家小注—焦耳”。
学生活动：在生活生产中哪些地方用到了电流的热效应？
生1：生活中利用的电流的热效应有很多，比如电饭锅，电熨斗，还有白炽灯。
生2：还有电热毯，电吹风，以及电炉炼钢时的电弧放电。
生3：还有电烤箱，养鸡场的电孵化器，宇航服内保持恒温的装置。
三、布置作业
师：对，生活中有许多利用电流的热效应的例子。但有些时候我们并不希望它们发热，而且要采用方法来降低温度。课后请同学们去调查生活中电流热效应有害的例子，以及所采用的降温方法。