九年級上冊科學(xué)浙教版電能(四)

第18課時3.6電能（四）教學(xué)目標(biāo)知識與技能（1）熟悉常見電熱器，知道電熱器是利用電流熱效應(yīng)工作的。（2）理解電流通過導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)，理解焦耳定律。（3）初步學(xué)會運(yùn)用焦耳定律進(jìn)行簡單計算。過程與方法（1體驗(yàn)電熱影響因素的研究過程。（2）培養(yǎng)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的能力。情感、態(tài)度與價值觀（1）通過用實(shí)驗(yàn)探索電熱的影響因素的教學(xué)和焦耳的研究簡介，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神。（2）通過對電流熱效應(yīng)的利弊分析，培養(yǎng)學(xué)生用辯證觀點(diǎn)看持事物的意識。 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)研究電熱大小的影響因素和焦耳：定律的應(yīng)用。難點(diǎn)在研究電熱大小影響因素的實(shí)驗(yàn)中，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的分析和處理以及得出結(jié)論。教學(xué)器材準(zhǔn)備阻值為2歐和8歐的電阻絲各一根，裝滿煤油帶玻璃導(dǎo)管的燒瓶兩只，開關(guān)、滑動變阻器、示教電流表、學(xué)生電源各一個，電爐、電烙鐵等電熱器若干。教學(xué)課堂設(shè)計【創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課】 提問：（1）燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸，有什么感覺？為什么？（2）電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機(jī)部分有什么感覺？為什么？學(xué)生回答：發(fā)燙。演示：將電爐通起一段時間，電能轉(zhuǎn)化為什么能？提問：1.電流通過電爐時，電能轉(zhuǎn)化為什么能？學(xué)生回答：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.在日常生活中，同學(xué)們還見過哪些電器工作是為了產(chǎn)生熱量的？生：電熱毯、電飯煲、電熱壺、電熨斗、電吹風(fēng)機(jī)。引出課題：電熱器?！竞献鹘涣?，探究新知】 一、常見電熱器及其工作原理講述：其實(shí)，電流通過任何一個導(dǎo)體，導(dǎo)體都要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量叫電熱。提問：在電流熱效應(yīng)現(xiàn)象中，能量如何轉(zhuǎn)化？學(xué)生回答：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。出示：各種電熱器，讓學(xué)生認(rèn)識，并找出它們的相似結(jié)構(gòu)——發(fā)熱體。由此揭示電熱器的工作原理。（1）電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。（2）電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。板書：電熱器是利用電流熱效應(yīng)工作的板書：電熱器電路模型。討論：電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？學(xué)生討論回答使用電熱器的優(yōu)點(diǎn)及注意事項(xiàng)。電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔、無污染、熱效率高、便于控制和調(diào)節(jié)。注意事項(xiàng)：當(dāng)電流過大，產(chǎn)生熱量過多時，會導(dǎo)致溫度升高超過一定限度使用電設(shè)備損壞，造成事故。二、研究電熱大小的影響因索講述：在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，有時要利用電熱，有時要減少電熱，因此，需要知道電熱大跟哪些因素有關(guān)。提問：電熱大小跟哪些因素有關(guān)呢？講述：下面我們就一起來研究這一問題。關(guān)注下列問題：如何控制變量？采用什么電路？需要記錄哪些量？用到哪些器材？實(shí)驗(yàn)中電熱大小怎樣判斷？如何操作？討論：1.以大家熟悉的電爐為例，說說電熱大小可能跟什么因素有關(guān)？猜測：同學(xué)們能否根據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)猜測影響電流產(chǎn)生熱量的因素。建立假設(shè)：電熱Q可能與I、R、t有關(guān)。設(shè)疑：那么，對電熱Q與多個量有關(guān)的情況，應(yīng)采用什么方法研究它們之間的關(guān)系呢？生：控制變量法。2.如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)？講述并設(shè)疑：控制變量法是研究自然科學(xué)的重要方法，那如何研究Q與R的關(guān)系呢？請畫出電路圖。設(shè)疑：能否根據(jù)下面的電路圖研究Q與I的關(guān)系呢？設(shè)疑：怎樣定性比較電熱的多少以利于直接觀察？出示：阻值為2歐和8歐的電阻絲各一根，裝滿煤油帶玻璃導(dǎo)管的燒瓶兩只開關(guān)、滑動變阻器、示教電流表，蓄電池（學(xué)生電源）各一個，按下圖連接電路。質(zhì)疑：若上述實(shí)驗(yàn)電路通電后，玻璃管中的煤油會發(fā)生什么現(xiàn)象？學(xué)生回答：煤油會在玻璃管中上升。歸納：電阻絲通電，產(chǎn)生起熱，使煤油溫度升高，體積膨脹，在玻璃管中上升，電熱越多，煤油溫度越高，體積膨脹越多，玻璃管內(nèi)液面升得越高。產(chǎn)生的熱量跟玻璃管中煤油體積膨脹上升的高度成正比。實(shí)驗(yàn)：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并做好記錄：（1）通電t1秒鐘，引導(dǎo)學(xué)生觀察玻璃管內(nèi)液面升高情況，并思考說明的問題：控制條件（I、t相同）。討論：引導(dǎo)學(xué)生討論這些數(shù)據(jù)能說明什么？分析1：實(shí)驗(yàn)（1）中，控制的條件是通過電流和通電時間分別相等，所以甲中煤油上升得高，說明上的電熱比R乙大，是由于R甲R乙引起的。歸納：實(shí)驗(yàn)（1）說明電熱大小與導(dǎo)體的電阻有關(guān)，在電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電熱越大。（2）調(diào)節(jié)滑動變阻增大電流，并通電秒鐘，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象：控制條件（R、t不變）。分析2得出結(jié)論：在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。（3）保持變阻器滑片位置不動，如實(shí)驗(yàn)（2）的位置，延長通電時間為秒鐘，觀察現(xiàn)象：控制條件（I、R不變）。分析3得出結(jié)論：在通電電流和電阻相同的條件下，時間t越長，則煤油液柱在玻璃管內(nèi)上升越高，將有關(guān)信息填人下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)條件現(xiàn)象結(jié)論電流/安電阻/歐通電時間/秒玻璃管中煤油上升的高度/厘米電熱大小與哪些因素有關(guān)甲乙甲乙甲乙甲乙1233.引導(dǎo)學(xué)生比較實(shí)驗(yàn)（2）和（3）中甲、乙的不同現(xiàn)象，讓學(xué)生確信上述結(jié)論是科學(xué)合理的。4.對同一電阻，比較實(shí)驗(yàn)（1）、（2），你發(fā)現(xiàn)了什么？比較實(shí)驗(yàn)（2）、（3），又有什么發(fā)現(xiàn)？提問：哪一位同學(xué)能把以上三次實(shí)驗(yàn)的三個結(jié)論串起來，看看電流產(chǎn)生的熱量究竟同哪些因素有關(guān)？生：電流產(chǎn)生的熱量Q與I、R、t有關(guān)，這個關(guān)系是成正比的關(guān)系。歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電熱大小與電流、電阻和通電時間有關(guān)，且電流越大，電阻越大，通電時間越長，電熱越大（板書）。設(shè)同：通過本實(shí)驗(yàn)，我們是否得到了電熱與電流、電阻和通電時間具體的定量關(guān)系呢？（沒有，只是定性關(guān)系）講述：但這是定性地描述，還不大精確。課前，我對該實(shí)驗(yàn)作了精確測量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下。（用投影儀出示如下表格）內(nèi)容次數(shù)電流I（安培）通電時間（秒）電阻絲RA液柱上升高度（格）電阻絲RB的液柱上升高度（格）11602121120423260844360189請同學(xué)們認(rèn)真分析以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，看與剛才我們通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是否一致？講述：英國物理學(xué)家焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定電熱與電流、電阻、通電時間的定量關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了用他名宇命名的焦耳定律。三、電熱的計算——焦耳定律板書：焦耳定律的內(nèi)容流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量（電熱），跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電膽成正比，跟通電時間成正比。講述：若電熱用Q表示，其他所有量都用國際主單位表示，則焦耳定律可以用公式Q=I2Rt表示。公式：Q=I2Rt單位：I一安，R一歐，t—秒，Q—焦。討論：電熱器。材料特點(diǎn)：電阻率大、熔點(diǎn)高的金屬絲或非金屬材料（如碳硅材料）。討論：電吹風(fēng)和電熨斗通電時都會發(fā)熱，哪種電器可以認(rèn)為能將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？電吹風(fēng)：電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為動能。電熨斗：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！菊n堂小結(jié)】 本課時學(xué)習(xí)了電熱器并探究了電流通過導(dǎo)體發(fā)熱