滬科版九年級物理全冊教案：第十六章第四節(jié)科學探究：電流的熱效應

1、教育資源第四節(jié)科學探究：電流的熱效應【學習目標】1 .闡述“驗證焦耳定律”實驗的思想方法；確認電流產(chǎn)生的熱量與導體的電阻、通過導體的電流及通電時間的關(guān)系.2 .復述焦耳定律的內(nèi)容，寫出焦耳定律的公式及熱量的國際單位.3 .解釋Q=W成立的條件.U4 .應用Q=I2Rt和I=R等公式進行有關(guān)計算.【主體知識歸納】1 .焦耳定律的內(nèi)容是：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比.2 .焦耳定律公式：Q=I2Rt.3.電流通過導體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所做的功W全部用來產(chǎn)生熱量Q,那么，電流產(chǎn)生的熱量就等于電流所

2、做的功，即Q=W教學設(shè)計方案提問：(1)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？(2)電風扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？學生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應.(3)電流通過用電器會發(fā)熱，請從能量的轉(zhuǎn)化角度進行分析呢。回答：將電能轉(zhuǎn)化為熱能板書：一、電流的熱效應：電流通過各種導體時，會使導體發(fā)熱，溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。問題：生活中，哪些用電器是利用電流熱工作的？思考題1:電爐絲通過導線接到電路中，電爐絲和導線通過的電流相同。為什么爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻不怎么熱？換句話說，電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？科學猜想：可能跟電阻、電流、通電時間有關(guān)

3、。實驗探究設(shè)計好教材129頁圖16-13所示實驗。思考題2:閱讀演示實驗，找出該實驗中哪些量是相同的？哪些量是不相同的？物理學中采取了怎樣的實驗探究方法？思考題3:為何讓兩電阻絲串聯(lián)？(演示)你將觀察到什么現(xiàn)象？說明什么問題？板書：實驗表明：在電流，通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。說明電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)。思考題4:電流通過導體(饃烙合金絲)產(chǎn)生的熱量是否與電電流的大小有關(guān)呢？應該控制哪些量不變？又將觀察到什么現(xiàn)象？說明了什么問題？板書：實驗表明：在通電時間一定，電阻相同的情況下，通過的電流越大，饃烙合金絲產(chǎn)生的熱量越多。說明電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的大小有關(guān)。

4、探究：電流通過導體（銀烙合金絲）產(chǎn)生的熱量是否與通電時間有關(guān)呢？如何設(shè)計實驗？（演示實驗）板書：實驗表明：在電流、電阻相同的情況下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.說明電流通過導體產(chǎn)生的熱量與通電時間有關(guān)。板書：二、焦耳定律：英國物理學家焦耳做了大量的實驗于1840年最先精確地確定電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系：板書：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比.跟通電時間成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律.關(guān)于焦耳的介紹：P133板書：焦耳定律可以用下面的公式表示：1、公式：Q=I2Rt單位：焦耳（J）2、公式中的電流I的單位要用安培（A）,電阻R的單位要用

5、歐姆（）,通過的時間t的單位要用秒這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）.3、意義：表示電流通過用電器有多少電能轉(zhuǎn)化為熱能。注意：?（1）、電流通過導體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所做的功全部用來產(chǎn)生熱量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能（電功）W,即Q=W=UIt.?可見，在一定的條件下，根據(jù)電功公式W=UIt和歐姆定律公式U=IR推導出焦耳定律公式。即Q=W=UIt=IRIt=I2Rt（2）、應用焦耳定律解決問題時，公式中的各物理量必須對應于同一段電路或同一個導體.如果電路中存在多段電路或多個導體，必須注意它們各自的對應關(guān)系，不可“錯位”.4、Q=

6、I2Rt與W=IUt的區(qū)別在純電阻電路中,這兩個公式是通用的。即：W=Q純電阻：把電能只轉(zhuǎn)化為熱能在非純電阻電路中，W=IUt公式求得的是總消耗的電能；Q=I2Rt公式求得的是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量即：W>Q板書：三、電熱器：利用電流的熱效應制成的加熱設(shè)備。1、電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體2、發(fā)熱體一般由電阻率大、熔點高的金屬絲繞在絕緣材料上做成的。因為根據(jù)焦耳定律可知，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。同時，為了使電阻絲在很高的溫度下不致熔化，應選用熔點高的材料。板書：四、電熱的利用和防止?電熱可以給人們的生活帶來方便，也可以給人們帶來危害。因此使用電熱器時，一方面要利用其方便，另

7、一方面要防止其危害，利用電熱的用電器有電爐、電燙斗、電烙鐵、電飯鍋、電烤箱等。防止電熱的危害，就是要防止電流過大燒壞燈絲、燒教育資源教育資源壞電流表、燒壞保險絲等后果。?比如：電視機的后蓋有很多孔，就是為了通風散熱。電動機的外殼有很多翼狀散熱片，使用時與軸相連的扇葉還向散熱片吹風，也是為了降溫。習題：1、某電熱器接在220V的電源上，它的電阻是55歐，通電10分鐘產(chǎn)生多少熱量？解：先利用歐姆定律計算出通過電熱器的電流，再用焦耳定律公式計算電流產(chǎn)生的熱量。I=U/R=220V/55Q=4AQ=I2Rt=(4A)2X55QX600S=528000J習題2：為什么電爐絲通過銅導線接到電路中，爐絲熱得發(fā)紅，銅導線卻不怎么熱？解析：因為電爐與銅導線串聯(lián)，通過電爐與銅導線的電流一定大小相等，通電時間也相等。但銅導線的電阻遠小于電爐絲的電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,電流在銅導線上產(chǎn)生的熱量也遠小于電爐絲產(chǎn)生的熱量。所以電爐絲熱得發(fā)紅。提高訓練1、“220V1000W'的電動機其線圈電阻為4歐，當它正常工作時通電1小時產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？2.有三個用電器，其中一個為“220V,60W的電風扇，一個為“220V,60W的白熾燈，另一個是“220V,60W的電熱器，都在額定電壓下工作相同的時間，比較這三