九年級物理全冊第十六章第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)學(xué)案新版滬科版.docx

第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)教材解讀本節(jié)課包括電流的熱效應(yīng)和焦耳定律兩部分，通過實驗探究的方式認(rèn)識焦耳定律，并與電能知識結(jié)合分析，認(rèn)識焦耳定律及歐姆定律使用的局限性。探究電流的熱效應(yīng)運用了控制變量法，分別探究了電流產(chǎn)生的熱量與通電時間、電流大小和電阻大小是否有關(guān)，要重點認(rèn)識實驗的步驟及控制的物理量。焦耳定律適用情況是學(xué)生認(rèn)識的難點，要重點講解。教學(xué)目標(biāo)知識與技能知道電流的熱效應(yīng)。知道焦耳定律。過程與方法通過實驗探究，知道電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。情感、態(tài)度與價值觀通過討論和交流培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的態(tài)度和意識。重點難點重點實驗探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。將本實驗按照一個完整的探究實驗對待，使學(xué)生明確實驗步驟、方法，總結(jié)出影響因素。難點電功與焦耳定律的聯(lián)系。利用所學(xué)知識，推導(dǎo)公式QI2Rt以及QWPtt。實驗拓展用如圖所示裝置探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。兩段阻值不同的電阻絲封閉在完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與氣球相連。觀察哪個氣球最先鼓起來。(設(shè)實驗中所用的各種同類器材性能相同) 學(xué)點1探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)小組之間交流、討論，探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)，完成下列的問題：猜想：如圖1641(a)所示，給電烤箱通電，會觀察到電烤箱熱得發(fā)燙，而與電烤箱串聯(lián)的導(dǎo)線卻不那么熱；如圖(b)所示，給燈泡通電時間越長，感覺燈泡越燙。由上述現(xiàn)象，我們可以猜想通電導(dǎo)體放出的熱量可能與導(dǎo)體的_電流_、_電阻_和_通電時間_有關(guān)。圖1641設(shè)計實驗：從生活中的一些現(xiàn)象猜想到多個因素影響通電導(dǎo)體放出的熱量，故在探究的過程中采用_控制變量_法。實驗中通電導(dǎo)體放出的熱量不能直接觀察到，故實驗探究過程中通過觀察加熱質(zhì)量相等的煤油的_溫度_變化來反映，這種研究問題的方法叫做_轉(zhuǎn)換_法。實驗探究：步驟一：在探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時，應(yīng)該控制_通過導(dǎo)體的電流_和_通電時間_不變，改變_電阻_的大小。實驗中為了實現(xiàn)定量和變量，采用了兩個不同阻值的定值電阻_串_聯(lián)，然后觀察溫度計示數(shù)的變化。如圖1642(a)、(b)所示。圖1642步驟二：在探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系時，應(yīng)該控制_電阻_和_通電時間_不變，改變_電流_的大小。實驗中為了保持電阻不變，采用的方法是_取一個定值電阻_，為了使電流改變，采用的方法是_在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器_。比較在相同時間內(nèi)，通過定值電阻的電流大小不相等時，其產(chǎn)生的熱量是否相等。如圖1643所示。圖1643步驟三：在探究的步驟一、二中，如果給導(dǎo)體通電時間越長，則會發(fā)現(xiàn)溫度計示數(shù)上升得_越高_(dá)，這表明通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的_通電時間_有關(guān)。實驗結(jié)論：由實驗探究過程，我們可以概括出：通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_導(dǎo)體的電阻_、_導(dǎo)體中的電流_以及_通電時間_有關(guān)。學(xué)點2焦耳定律自學(xué)教材P132，回答下列問題：問題1：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的_二次方_成正比，跟導(dǎo)體的_電阻_成正比，跟_通電時間_成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律。問題2：焦耳定律可以用公式表示為_QI2Rt_，其中Q表示_電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量_，單位是_J_，I表示_導(dǎo)體中的電流_，單位是_A_；R表示_導(dǎo)體的電阻_，單位是_。問題3：電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q等于消耗的電能，即QWUIt。此時結(jié)合歐姆定律還可推導(dǎo)出另一個公式：_Qt_，故此時W和Q的關(guān)系為：WQ_Pt_UIt_I2Rt_t_。學(xué)點3電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制觀察下列用電器的工作特點，回答下列問題：圖1644問題1：這些用電器工作時的共同特點是將_電_能轉(zhuǎn)化為_內(nèi)_能，物理學(xué)中，把電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象，叫做_電流的熱效應(yīng)_。問題2：電熱既有有利的一面也有不利的一面，結(jié)合生活實際，分析一下，在生活中電熱會給我們帶來哪些危害，應(yīng)如何進(jìn)行散熱？答案 在用電器工作時，由于電流的熱效應(yīng)會導(dǎo)