北师大版九年级全册 物理 教案 13.4电流的热效应

电流的热效应
教学目标：
１．知识与技能
⑴知道什么是电流的热效应．
⑵知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系．
⑶知道生活生产中电流热效应的应用实例和危害．
2．过程与方法
⑴通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，培养学生猜想、制定计划、设计记录表格、进行实验、收集数据、分析数据、得出结论等科学探究能力．
⑵通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，进一步学习控制变量法的科学研究方法，体会转换的研究思想．
⑶通过学习电流热效应的应用实例和危害，培养学生将所学知识应用于实际的能力．
3．情感、态度、价值观
⑴通过实验探究，培养学生严谨的科学态度．
⑵通过了解物理学家焦耳的事迹，培养学生不懈追求的科研创新精神，激发学生热爱科学的情感．
⑶通过学习电流热效应的应用实例和危害，培养学生理论联系实际的意识，体会物理知识对生活、生产的重要意义．
教学重点和难点：
1．对影响电流热效应的几个因素的探究过程，焦耳定律公式的表达式．
2．如何制定计划来验证对“影响电流热效应的几个因素”的猜想．对具体实验的设计操作．
教学过程设计
教学方法 讲授、讨论、探究、实验、总结
教学过程 教师活动设计 学生活动设计
引入电
流热效
应的概
念
演示实验：点亮白炽灯后，请两个学生用手靠近灯泡，说出感觉．
提出问题：是“谁”给了灯泡热？是什么能变成什么能？
教师给出电流热效应的概念．
提出问题：生活中还有哪些电流热效应的例子？
学生回答：是电流．是电能变成了内能和光能．
学生举例说明．

问
题
与
猜
想 提出问题：电流的热效应是电流产生的，应与电流的大小有关，还与其它因素有关吗？
进一步提问：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
教师引导学生分析电阻才是导体本身的属性，从而归结为猜想电流的热效应与导体的电阻、电流、通电时间有关． 学生从能量转化的角度可能想到与电压、电流、通电时间有关．
学生讨论猜想：之所以通过相同的电流，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，是因为电炉丝的电阻比导线的电阻大得多．看来电流的热效应与电阻的大小有关．

制
定
计
划 提出问题：怎样判断产生电热的多少？
由于教材中所提供的实验方法演示时间较长，在教学中引导学生采用另一种方法来验证．
教师演示：取一空圆底烧瓶，用单孔橡皮塞塞紧瓶口，橡皮塞孔内插有玻璃管，通过橡皮管与U形玻璃管相连．U形玻璃管内存有一定长的红色水柱，竖直放置，用双手抱紧烧瓶，给烧瓶加热，通过投影观察水柱两个液面前后的变化．
如何把电热收集在密封容器中？采用什么研究方法？电路怎么连接？
引导学生将电阻密封在容器中，采用控制变量法研究．要研究电热与电阻的关系，应控制哪些物理量？设计图1电路，取甲、乙两个相同的U形管，置入等量的红色水，甲的一端与密闭容器V1密接，V1另通过止水夹控制与大气的通断；乙的一端与密闭容器V2密接，V2另通过止水夹控制与大气的通断；把两个U形管固定在一竖直面上，初始让四个液面相平后，密封V1、V2．可通过甲乙两个液面的差别大小来比较V1、V2中R1、R2产生热量的多少．
如何用这样的装置来验证猜想呢？请同学们设计、完善实验． 通过演示实验，学生根据热胀冷缩的原理知道，一定量的空气温度升高得越多，膨胀得越显著，红色水柱液面的差别越大．
学生讨论后得出结论：可以用U形管液面的差别来反映产生的电热的多少．
学生思考后得出：用控制变量的思想设计电路．用转换法来体现
学生设计装置图．图1，让R1>R2，因I1=I2，t1=t2所以可定性说明Q与R的关系．
图2，控制R1=R3，t1=t3，因I1>I3，所以可定性说明Q与I的关系．
只观察R1产生电热的情况，可定性说明Q与t的关系．
实验 探究 组织学生依照图1、图2连接电路，进行实验探究．
分组实验探究电流的热效应与哪些因素有关．记录两个U形管的液面差．
交 流
分
析
结
论 组织指导学生对实验结果进行分析、讨论．
教师对学生的猜想给予肯定，讲解焦耳定律的内容表述和公式．
教师提出问题让学生讨论交流：你的实验结果与别的同学是否一样？如有差异，是何原因？在实验过程中应注意哪些细节问题？
学生对实验记录进行分析、讨论后得出：导体的电阻越大，通过的电流越大，通电时间越长，电流的热效应越显著．把这一结论与公式对照．
学生分组讨论．

电流热效应的应用和防止其危害
教师向学生出示几个电热器的基本结构，指出电热器的主要工作部分是发热体．同时提出问题：发热体应该具备什么样的特点？
让学生举出生活中有哪些利用电热的例子？
让学生举出生活中因电热而带来危害的例子．找出防止危害的方法．
学生观察电热器的结构．
学生讨论得出：需要用电阻大、熔点高的导体作为发热体．

学生举例．
学生讨论举例．
一些电器本身自装排热、散热装置．如电脑、电视．有些电器使用时注意通风，如冰箱．
课后思考及作业 做一个调查，看哪些电器是电热器，哪些是防止电热危害，写一调查报告
教学点评：
本节课在知识与技能，过程与方法，情感、态度和价值观三维上力求体现课程标准的理念：
⑴根据课程标准的基本要求——知道导体消耗的电功率与导体的电阻成正比，在实际教学中，突出了电热与电阻的关系．
⑵强调注重过程和方法的学习．通过探究电流的热效应与哪些因素有关，培养学生的猜想、制定计划、设计记录表格、进行实验、收集数据、分析数据、得出结论等科学探究能力，让学生进一步学习控制变量法和转换法．
⑶教学中还注意挖掘教学内容中的培养学生情感、态度、价值观的知识载体，比如通过焦耳的故事，对学生进行人生观、科学观的教育；通过学习电流热效应的实例，体会和理解物理与生活的紧密联系．