西张堡初中九年级物理组导学案
第15章:电功和电热 第3节:电热器电流的热效应 第1课时
时间:12月26日 编写人:邢彦良 审核人:刘远望 吕忠选 审批人:
班级: 小组: 姓名:
〖学习目标〗
知道什么是电热器.
知道电流的热效应与电流、电阻和时间的关系.
通过实验探究电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关,认识焦耳定律.
〖学习重点〗
探究电热与电阻、电流、时间的关系.
〖学习难点〗
探究电热与电阻、电流、时间的关系.
情景引入：
冬季一天比一天寒冷，但是许多同学的家庭却温暖如春。电暖气和电热毯等各种电加热设备的广泛使用使我们不再受冻；厨房中的电饭锅等电加热设备的使用，也把人们从烟熏火燎中解放了出来。所以我们本节课就来了解一些关于电热的知识。
第三节、电热器 电流的热效应
预学检测
电流的热效应:由于导体具有电阻,所以当电流通过导体时,导体会______,这种现象叫做电流的热效应.（回答）发热
电热器:是利用电流做功将____能全部转化为____能的装置.（回答）电 内
电热器的原理:电热器是利用电流的______效应制成的.（回答）热
电热器的构造:电热器主要由_______和_______两部分组成,发热体是由电阻率____、熔点_____的电阻丝绕在_______上制成的.（回答）发热体 绝缘体 大 高 绝缘材料
为什么要选择电阻率大熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上呢？（讨论、回答、点评）
请你列举生活中的一些常用的电热器.（回答、点评、看图片）
电热油汀、热得快、电暖气、电水壶、电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电热毯、白炽灯等
在生活中电热器被人们广泛使用，这是因为电热器有许多优点，那么电热器都有哪些优点呢？
电热器的优点有哪些 （讨论、回答、点评）
1.清洁卫生，无污染2.热效率高 3.便于控制和调节温度
电热存在有利的一面同时也存在有害的一面，例如夏季电视机和电动机如果长时间连续使用就容易烧坏， 所以在设计和制造电热器时也应该考虑它的散热问题。
用电器为了防止电热造成危害,都采取了哪些散热措施 （观察图片、总结）
观察电脑上的风扇、散热片、电视机上的散热窗、电动机上的风扇和外壳上皱折形状的散热片）
1.设计风扇 2.安装散热片 3.设计散热窗
焦耳定律:焦耳定律是用来定量计算电流产生的热量的一条规律.英国物理学家焦耳在大量实验的基础上,精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系.其内容为:
电流通过导体时产生的________,与__________________成正比,与____________成正比,与_________成正比.其数学表达式为_________________.
（回答补充）热量 电流的平方 导体的电阻 通电时间 Q=I2Rt
导学活动
电流通过导体时产生的热量有多有少，那么电流产生的热量与哪些因素有关呢？下面我们围绕这一问题进行科学探究。
提出问题：__________________________________.
（回答）电流产生的热量与哪些因素有关呢
(2)猜想与假设（结合下面现象进行猜想）
现象1：家庭电路正常工作时导线不怎么热，但是当发生短路时，导线上会产生很多热量，会把导线的绝缘皮烧掉，甚至发生火灾。
现象2：电灯在工作时，温度很高，但与电灯相连的导线却不怎么热。
现象3：电热水壶烧开一壶水需要的时间比烧开半壶水需要的时间长。
猜想1：________________________________________________________.（回答补充）
1.电热可能与电流大小有关，电流越大产生的热量可能越多
猜想2：________________________________________________________.（回答补充）
2.电热可能与电阻大小有关，电阻越大产生的热量可能越多
猜想3：_______________________________________________________.（回答补充）
3.电热可能与通电时间有关，通电时间越长产生的热量可能越多
(3)设计实验
1.我们如何判断电热的多少呢？这种研究方法叫做什么方法？（回答质疑补充）
通过比较火柴点燃的时刻来判断电热的多少 转换法
电热同时与电阻、电流和通电时间三个因素有关，那么我们采用什么方法来研究呢？
2.我们采用什么方法来研究影响电热的因素呢？(回答) 控制变量法
3.在研究电热与电阻的关系时应控制哪些变量不变？选用两只电阻丝的阻值有什么要求？两只电阻丝应该怎样连接？为什么？(回答)
控制电流和通电时间不变 选择两个阻值不同的电阻 串联 保证电流和通电时间相同
4.在研究电热与电流的关系时应控制哪些变量不变？怎样比较？（讨论、回答）
控制电阻和通电时间不变 比较同一电阻丝在不同的电流下火柴点燃的时刻
5.在研究电热与通电时间的关系时要控制哪些变量不变？（回答）
控制电流和电阻不变
(4)进行实验
实验表格(R1 ＞R2)
实验次数 电流/A 甲电阻丝点燃火柴的时刻 乙电阻丝点燃火柴的时刻
1 0.2A 通电第15秒 通电第25秒
2 0.3A 通电第7秒 通电第12秒
(5)实验结论
1.电热与电阻有什么关系？（讨论、回答、如何比较？）
在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的电热越多。
2.电热与电流有什么关系？（讨论、回答、如何比较？）
在电阻和通电时间一定时，电流越大产生的电热越多
3.电热与通电时间有什么关系？（回答）
在电流和电压一定时，通电时间越长产生的电热越多
4.总结探究结论（讨论、回答、补充）
电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关；电流越大，电阻越大，通电时间越长，电流产生的热量越多。
以上我们通过实验探究了电热与电流、电阻和通电时间的定性关系，那么电热与电流、电阻和通电时间到底有怎样的定量关系呢？
英国的物理学家焦耳通过大量的实验，总结出了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间之间的定量关系，这就是著名的焦耳定律。那么焦耳定律的内容是什么？
焦耳定律
1.焦耳定律的内容是什么？（回答、质疑）
电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
2.焦耳定律用公式如何表示？ （回答）Q=I2Rt
3.如果是纯电阻用电器，我们也可以用数学推导的方法得到焦耳定律的公式，请你来试试。
对于纯电阻用电器，电流做的功等于电流产生的______.（热量）
即：_____=_____（W=Q）
因为：W=________,又根据欧姆定律：U=______(UIt IR)
所以：Q=I2Rt （展示、评价）
课堂检测
1.下列各装置中，属于电热器的是( )（回答）B用来加热的设备
A．电动机 B．电炉子 C．电视机 D．发电机
2．下列物体是用来防止电热危害的是（ ）（回答质疑）D （利用电热 散热片和金属外壳都是传递有用热量的而不是为了降低发热体温度的）
A.供取暖用的电褥子 B.电热取暖器的散热片
C.电熨斗的金属外壳 D.电视机上的散热窗
3.当温度降到很低时,某些金属导体的电阻会突然消失,这种现象称为超导现象.假如所有的导体都没有了电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是( )（回答）B （电阻为零电阻就不发热）
A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服
4.如图是 “探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。请回答下列问题：
（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过 反映出来的；
（2）采用这种连接方式的目的是 ___________________________________。
（讨论、回答）温度计升高的示数 控制电流和通电时间不变,
本节收获/课后反思
你了解的电热器有哪些？电热器采取哪些措施散热？
电热油汀、热得快、电暖气、电水壶、电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电热毯、白炽灯等 1.设计风扇 2.安装散热片 3.设计散热窗
探究焦耳定律时用到的两种研究方法是_______和________.(控制变量法和转换法)
焦耳定律的内容是：_____________________________________________________________________.
(电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。)
五、学生作业
1.下列事例中，不属于利用电热的是（ ）
A.用电饭锅煮饭 B.用电热孵卵器孵化小鸡 C.用电熨斗熨衣服 D.电视机加散热窗
2．超导材料的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下的超导材料。你认为它可有下列哪种用途（ ）
A.白炽灯泡的灯丝 B.电炉中的电阻丝 C.保险丝 D.远距离输电线
3.小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该 。
(2)小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是( )
A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容
(3)实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。(共12张PPT)
1.电流的热效应:由于导体具有电阻,所以当电流通过导体时,导体会______,这种现象叫做电流的热效应.
2.电热器:是利用电流做功将___能全部转化为___能的装置.
3.电热器的原理:电热器是利用电流的__效应制成的.
4.电热器的构造:电热器主要由_______和_______两部分组成,发热体是由电阻率____、熔点____的电阻丝绕在__________上制成的.
第三节：电热器 电流的热效应
一、预学检测
发热
电
内
热
发热体
绝缘体
大
高
绝缘材料
5.请你列举生活中的一些常用的电热器.
6.电热器的优点有哪些
7.用电器为了防止电热造成危害,都采取了哪些散热措施
1.清洁卫生，无污染
2.热效率高
3.便于控制和调节温度
1.设计风扇
2.安装散热片
3.设计散热窗
8.焦耳定律:焦耳定律是用来定量计算电流产生的热量的大小.英国物理学家焦耳在大量实验的基础上,精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系.其内容为:
电流通过导体时产生的________,与___________成正比,与____________成正比,与_________成正比.其数学表达式为:________.
热量
电流的平方
导体的电阻
通电时间
Q=I2Rt
1. 结合下面的现象进行猜想.
①家庭电路正常工作时导线不怎么热，但是当发生短路时，导线上会产生很多热量，会把导线的绝缘皮烧掉，甚至发生火灾。
②电灯在工作时，温度很高，但与电灯相连的导线却不怎么热。
③电热水壶烧开一壶水需要的时间比烧开半壶水需要的时间长。
二、导学活动
1.电热可能与电流大小有关，电流越大产生的热量可能越多
2.电热可能与电阻大小有关，电阻越大产生的热量可能越多
3.电热可能与通电时间有关，通电时间越长产生的热量可能越多
①提出问题
电流产生的热量与哪些因素有关呢
②猜想与假设
1.我们如何判断电热的多少呢？这种研究方法叫做什么方法？
③设计实验
转换法
通过比较火柴点燃的时刻来判断电热的多少
4.在研究电热与电流的关系时应控制哪些变量不变？怎样比较？
5.在研究电热与通电时间的关系时要控制哪些变量不变？
3.在研究电热与电阻的关系时应控制哪些变量不变？选用两只电阻丝的阻值有什么要求？两只电阻丝应该怎样连接？为什么？
控制电流和通电时间不变
选择两个阻值不同的电阻
串联
保证电流和通电时间相同
控制电阻和通电时间不变
比较同一电阻丝在不同电流下火柴点燃的时刻
控制电流和电阻不变
2.我们采用什么方法来研究影响电热的因素呢？
控制变量法
实验次数 电流/A 电阻丝R1点燃火柴的时刻 电阻丝R2点燃火柴的时刻
1 0.2A 通电第____秒 通电第____秒
2 0.3A 通电第____秒 通电第____秒
实验表格
④进行实验
15
7
12
25
(R1 ＞R2)
在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的电热越多。
在电阻和通电时间一定时，电流越大产生的电热越多
在电流和电压一定时，通电时间越长产生的电热越多。
电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关；电流越大，电阻越大，通电时间越长，电流产生的热量越多。
1.电热与电阻有什么关系？
2.电热与电流有什么关系？
3.电热与通电时间有什么关系？
4.总结探究结论
⑤实验结论
电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
Q=I2Rt
对于纯电阻用电器，电流做的功等于电流产生的热量。
即：W=Q
因为：W=UIt,U=IR
所以：Q=I2Rt
1.焦耳定律的内容是什么？
2.焦耳定律用公式如何表示？
3.如果是纯电阻用电器，我们也可以用数学推导的方法得到焦耳定律的公式，请你来试试。
焦耳定律
2．下列物体是用来防止电热危害的是（ ）
A.供取暖用的电褥子 B.电热取暖器的散热片
C.电熨斗的金属外壳 D.电视机上的散热窗
1.下列各装置中，利用电流的热效应工作的是( )
A．电动机 B．电炉子
C．电视机 D．发电机
D
B
3.当温度降到很低时,某些金属导体的电阻会突然消失,这种现象称为超导现象.假如所有的导体都没有了电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是( )
A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服
B
三、课堂检测
4.如图是 “探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。请回答下列问题：
（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过 ____反映出来的；
（2）采用这种连接方式的目的是___________________
温度计升高的示数
控制电流和通电时间不变西张堡初中九年级物理组导学案
第15章:电功和电热 第3节:电热器电流的热效应 第1课时
时间:12月26日 编写人:邢彦良 审核人:刘远望 吕忠选 审批人:
班级: 小组: 姓名:
〖学习目标〗
知道什么是电热器.
知道电流的热效应与电流、电阻和时间的关系.
通过实验探究电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关,认识焦耳定律.
〖学习重点〗
探究电热与电阻、电流、时间的关系.
〖学习难点〗
探究电热与电阻、电流、时间的关系.
预学检测
电流的热效应:由于导体具有电阻,所以当电流通过导体时,导体会______,这种现象叫做电流的热效应.
电热器:是利用电流做功将____能全部转化为____能的装置.
电热器的原理:电热器是利用电流的______效应制成的.
电热器的构造:电热器主要由_______和_______两部分组成,发热体是由电阻率____、熔点_____的电阻丝绕在_______上制成的.
请你列举生活中的一些常用的电热器.
电热器的优点有哪些
用电器为了防止电热造成危害,都采取了哪些散热措施
焦耳定律:焦耳定律是用来定量计算电流产生的热量的一条规律.英国物理学家焦耳在大量实验的基础上,精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系.其内容为:
电流通过导体时产生的________,与__________________成正比,与____________成正比,与_________成正比.其数学表达式为_________________.
导学活动
(1)提出问题：__________________________________.
(2)猜想与假设（结合下面现象进行猜想）
现象1：家庭电路正常工作时导线不怎么热，但是当发生短路时，导线上会产生很多热量，会把导线的绝缘皮烧掉，甚至发生火灾。
现象2：电灯在工作时，温度很高，但与电灯相连的导线却不怎么热。
现象3：电热水壶烧开一壶水需要的时间比烧开半壶水需要的时间长。
猜想1：_________________________________________________________________.
猜想2：_________________________________________________________________.
猜想3：_________________________________________________________________.
(3)设计实验
1.我们如何判断电热的多少呢？这种研究方法叫做什么方法？
2.我们采用什么方法来研究影响电功的这些因素呢？
3.在研究电热与电阻的关系时应控制哪些变量不变？选用两只电阻丝的阻值有什么要求？两只电阻丝应该怎样连接？为什么？
4.在研究电热与电流的关系时应控制哪些变量不变？怎样比较？
5.在研究电热与通电时间的关系时要控制哪些变量不变？
(4)进行实验
实验表格(R1 ＞R2)
实验次数 电流/A 甲电阻丝点燃火柴的时刻 乙电阻丝点燃火柴的时刻
1 0.2A 通电第____秒 通电第____秒
2 0.3A 通电第____秒 通电第____秒
(5)实验结论
1.电热与电阻有什么关系？
2.电热与电流有什么关系？
3.电热与通电时间有什么关系？
4.总结探究结论
焦耳定律
1.焦耳定律的内容是什么？
2.焦耳定律用公式如何表示？
3.如果是纯电阻用电器，我们也可以用数学推导的方法得到焦耳定律的公式，请你来试试。
推导：
对于纯电阻用电器，电流做的功等于电流产生的______.
即：_____=_____
因为：W=________,又根据欧姆定律：U=______
所以：Q=I2Rt
课堂检测
1.下列各装置中，属于电热器的是( )
A．电动机 B．电炉子 C．电视机 D．发电机
2．下列物体是用来防止电热危害的是（ ）
A.供取暖用的电褥子 B.电热取暖器的散热片
C.电熨斗的金属外壳 D.电视机上的散热窗
3.当温度降到很低时,某些金属导体的电阻会突然消失,这种现象称为超导现象.假如所有的导体都没有了电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是( )
A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服
4.如图是 “探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。请回答下列问题：
（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过 反映出来的；
（2）采用这种连接方式的目的是 ___________________________________。
本节收获/课后反思
你了解的电热器有哪些？电热器采取哪些措施散热？
探究焦耳定律时用到的两种研究方法是_______和_________.
焦耳定律的内容是：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
学生作业
1.下列事例中，不属于利用电热的是（ ）
A.用电饭锅煮饭 B.用电热孵卵器孵化小鸡 C.用电熨斗熨衣服 D.电视机加散热窗
2．超导材料的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下的超导材料。你认为它可有下列哪种用途（ ）
A.白炽灯泡的灯丝 B.电炉中的电阻丝 C.保险丝 D.远距离输电线
3.小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该 。
(2)小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是( )
A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容
(3)实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。
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