第八章《電功率》四 電與熱教案12

1、電與熱教學(xué)目標(biāo)一、知識與技能1.知道在電流相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率跟導(dǎo)體的電阻成正比。2.知道利用電熱和防止電熱的場合和方法。二、過程和方法通過實驗探究電流的熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力和概括能力。三、情感、態(tài)度與價值觀通過電熱的利用和防止知識的學(xué)習(xí)，認識到科學(xué)是有用的。教學(xué)重點：通過實驗探究電流熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系。教學(xué)難點：組織指導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認真觀察、分析，并得出正確結(jié)論。教學(xué)準備：燒瓶、溫度計、銅絲、電爐絲、導(dǎo)線、煤油、電源、電爐、電熨斗、熱得快等電熱器。教學(xué)過程一、引入新課同學(xué)們根據(jù)自己的生活經(jīng)驗，一定能舉出許多電能變成熱能的例子。通過對電能的學(xué)習(xí)，

2、大家已經(jīng)了解電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體會發(fā)熱，誰還記得這是電流的什么效應(yīng)？這叫電流的熱效應(yīng)。在前面課程小燈泡的發(fā)光實驗中，同學(xué)們曾有意地去觸摸過小燈泡，感覺小燈泡發(fā)熱。有沒有同學(xué)觸摸過導(dǎo)線，連接小燈泡的導(dǎo)線熱不熱。同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題：導(dǎo)線和用電器中流過的電流相同嗎？相同。導(dǎo)線和用電器中流過了相同的電流，用電器發(fā)熱而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這是為什么？今天同學(xué)們就來一起探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么有關(guān)。二、新課學(xué)習(xí)1.電流的熱效應(yīng)演示1同學(xué)們四人一組，選擇你們面前的儀器設(shè)計實驗，討論如何做，有什么問題可以提出來。你知道為什么要用煤油，用水不可以做嗎？為什么是等量的煤油，不是等量的行嗎？其實

3、完全可以用水來代替煤油，只不過時間可能要長一些才能從溫度計上讀出溫度值。原因同學(xué)們在后續(xù)課程中將會找到答案。不過只有等量的煤油，才能通過它們的溫度討論電流產(chǎn)生的熱量。這樣的方法應(yīng)該是控制變量法。同學(xué)們?nèi)绻麤]有什么問題，可以開始實驗。學(xué)生實驗，教師巡視，提醒同學(xué)們注意安全?，F(xiàn)象：兩個瓶中溫度不同，浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計指示的溫度高。分析：煤油溫度高，說明煤油中的金屬絲產(chǎn)生的熱量多。即電阻大的金屬絲產(chǎn)生熱量較多。結(jié)論：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。演示2現(xiàn)象：兩次瓶中溫度不同，通過的電流大的瓶中溫度計指示的溫度高。分析：通過電流大的金屬絲產(chǎn)生熱量較多。結(jié)論

4、：實驗表明，在通電時間一定，電阻相同的情況下，通過電流大時，鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量越多。為什么把金屬絲做成螺旋狀，直的不行嗎？請同學(xué)們看下面的演示。如圖，電阻絲和銅絲各一段，在木架上串聯(lián)后接入電壓為46V的蓄電池組上。同時將相同的泡沫塑料板與電阻絲和銅絲接觸（過一會）。和電阻絲接觸的塑料泡沫板被燒熔切開，和銅絲接觸的沒有切開。這說明電阻絲產(chǎn)生的熱量多。就是說在電流相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。但是不能忽視了一個重要條件：從實驗時間考慮。電阻絲和銅絲在同一個串聯(lián)電路中，它們工作的時間相同。應(yīng)該說，在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。也可以說在電流相同的情況下，電阻越大

5、，產(chǎn)生熱量的功率越大。電阻所以發(fā)熱，是因為消耗了電能。2.焦耳定律通過剛才的實驗我們知道通電后產(chǎn)生的熱量和電阻、通過的電流、通電時間有關(guān)系。具體的數(shù)量關(guān)系是怎么樣的？物理學(xué)家焦耳在1840年就確定了他們的關(guān)系，也就是著名的焦耳定律。引導(dǎo)學(xué)生寫出電功率的表達式,利用歐姆定律，將二式中U消去，可以得到 產(chǎn)生的熱量也就是在通電時間內(nèi)，電流對電阻做的功。 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，這就是著名的歐姆定律。符號的意義及其單位：例題：一根60的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？ 教師引導(dǎo)學(xué)生分析、演算、要求一名學(xué)生板演。解：由題知：

6、R=60 U=36V t=5min=300s(注意時間的單位是s) 同學(xué)們在演算過程中，教師要提醒大家注意：代入計算的時候，要將電流的單位“A”一起平方。我們通過實驗、觀察、利用公式推導(dǎo)得出了電流熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系。同學(xué)們現(xiàn)在能不能回答本節(jié)開始時的問題？導(dǎo)線和用電器（電爐或電飯鍋或電燈）中通過的電流相同，但是導(dǎo)線的電阻較小，而那些電器的電阻較大，所以，那些電器發(fā)熱，而導(dǎo)線幾乎感覺不到熱。3.電熱的利用和防止生活中有些電熱我們要利用，有些電熱我們是要防止的。關(guān)于電熱的利用，同學(xué)們已經(jīng)了解了許多，比如電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐、電爐。剛剛舉出的都是利用電來加熱的設(shè)備，都是常見的電熱器。同學(xué)

7、們知道了利用電熱的好處，但有些時候，有些地方的電熱我們是不需要的，還要設(shè)法防止。電視機使用過程中會發(fā)熱，如果連續(xù)使用時間過長，還會燒壞電機。有些導(dǎo)體上的絕緣材料會因溫度過高，使絕緣材料迅速老化，甚至燒壞。電視機開的時間長了會發(fā)熱.電視機后蓋上有許多孔，就是為了能通風(fēng)散熱。電腦中還裝有風(fēng)扇，也是為了散熱，減少電熱的危害。老師用的投影儀上也裝有小風(fēng)扇，也是為了快點散熱。農(nóng)村抽水、磨面用的電動機連續(xù)工作一段時間后要休息一會，等涼了再用，是為了防止電熱可能造成的危害。同學(xué)們對電熱的危害及防止了解的還真不少。老師這兒有一份電器的說明書，請大家仔細閱讀，并分析說明其中的道理。教師引導(dǎo)學(xué)生著重注意以下內(nèi)容：將電器置于通風(fēng)良好處；勿使電器淋雨或受潮，長期不用的電器隔一段時間應(yīng)該通電一次。電器工作時，置于通風(fēng)良好的地方，是為了能使電器更好地散熱、防止電熱產(chǎn)生的危害。電器淋雨或潮濕會降低絕緣性能，使電路工作失常，影響用電器的使用。長期不用的電器隔一段時間要通電，是為了利用電熱來驅(qū)潮，是電熱的利用。三、小結(jié)