電能與電功率17.3

17．3探究電流的熱效應(yīng)跟電阻的關(guān)系1、教學(xué)目標(biāo)：知識與技能1．通過實驗探究，知道在電流一定時，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比。2．知道什么是電流的熱效應(yīng)及其電熱現(xiàn)象的實質(zhì)。了解焦耳定律。知道電熱現(xiàn)象的應(yīng)用和控制。過程與方法3．經(jīng)歷分析論證電熱現(xiàn)象跟電阻之間關(guān)系的過程，體驗科學(xué)思維方法，包括數(shù)學(xué)分析的方法的意義。4．經(jīng)歷電熱現(xiàn)象跟電阻之間關(guān)系的驗證實驗設(shè)計過程，領(lǐng)悟?qū)嶒炘怼⒖刂谱兞糠椒?、實驗器材的選擇，實驗證據(jù)的收集、步驟的安排等因素在實驗設(shè)計中的作用。情感、態(tài)度與價值觀5．繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生分析論證和實驗驗證的興趣。能從利弊兩個方面認(rèn)識電熱現(xiàn)象，體驗辯證的思想觀點分析問題。2、教材說明教材開門見山給出電熱效應(yīng)概念，并提出電熱跟哪些因素有關(guān)的問題。接著利用圖示方法展現(xiàn)兩個電熱效果跟電阻完全相反關(guān)系的事例，將問題具體到跟電阻是正比，還是反比的關(guān)系上來。然后引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷分析論證和實驗設(shè)計與驗證兩個活動過程，進(jìn)而認(rèn)識電熱跟電阻成正比和成反比的條件。最后介紹焦耳定律和電熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制。3、教學(xué)建議：本節(jié)首先列出兩個值得注意的現(xiàn)象作為引言，接著安排了兩個段標(biāo)，即“正比還是反比”和“電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制”。建議本節(jié)課用“引出電熱效應(yīng)概念”、“視圖提出問題”、“分析論證”、“實驗設(shè)計與驗證”、“介紹焦耳定律，說明電熱的應(yīng)用與控制”五個方面來完成。重點在分析論證和實驗設(shè)計與實驗驗證三個活動過程的組織與安排上。在本節(jié)引言中，教師首先要列舉事例說明電熱是通電導(dǎo)體的普遍現(xiàn)象，即通電的導(dǎo)體總是會發(fā)熱的，因此物理學(xué)中將這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。接著引導(dǎo)學(xué)生看圖17-8并閱讀圖下的文字，說明要解釋這兩個值得注意的現(xiàn)象，就必須要探究電流的熱效跟導(dǎo)體的電阻到底有怎樣的關(guān)系。正比還是反比這一段標(biāo)源于引言中兩個有趣的現(xiàn)象，因此，教材在這一段標(biāo)下安排了實驗探究和分析論證兩個活動。第一個活動是實驗探究，教材采用圖文結(jié)合的方式介紹某同學(xué)設(shè)計的實驗，讓大家來討論這個實驗的原理。由于這個原理比較復(fù)雜，因此教師在教學(xué)中要讓學(xué)生弄清這個實驗設(shè)計的思路，當(dāng)同學(xué)們明白了實驗的設(shè)計思路，自然會說出這個實驗的原理。為了讓學(xué)生弄清實驗設(shè)計思路，建議教師應(yīng)作如下點撥：1．讓同學(xué)們看圖17-9（a），指出該同學(xué)用兩個阻值不同的電阻串聯(lián)，以達(dá)到控制通過兩只電阻的電流相等，進(jìn)而比較它們的發(fā)熱現(xiàn)象。2．接著再讓學(xué)生看圖17-9（b），說明該同學(xué)為了使兩只電阻的發(fā)熱現(xiàn)象能觀察到，利用熱傳遞知識將兩只阻值不同的電阻絲沒入等質(zhì)量的煤油中，電阻絲通電發(fā)熱，便將熱量傳遞給煤油，煤油的溫度就會上升，于是通過溫度計的讀數(shù)就能進(jìn)行比較了，由于兩只容器中煤油質(zhì)量相等，比熱容相同，溫度高的自然是吸收的熱量多。通過上述點撥，再讓學(xué)生概括這個實驗用到了哪些物理知識，當(dāng)同學(xué)們說出了“利用串聯(lián)電路的電流相等，采用通電的電阻絲與煤油之間的熱傳遞，通過比熱容相同，質(zhì)量相等的煤油吸熱升溫來比較在電流相同的條件下，電阻跟電熱效應(yīng)的關(guān)系”之后，再告訴學(xué)生這些知識就是這個實驗的原理。在這里建議教師還可以讓學(xué)生思考如果將兩只電阻并聯(lián)，即在電壓相等的情況下能否將個實驗進(jìn)行改裝，改裝后的實驗結(jié)果又是怎樣的呢？為了使串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻兩個實驗結(jié)果都能出來，建議教師將全班同學(xué)分成兩個大組，因為所用器材都是相同的，只不過電路的連接方式不同，讓全班同學(xué)做一種連接方式的實驗和兩種連接方式的實驗是一回事，不如做兩種連接方式的實驗，這樣可以一次性出來兩個實驗的結(jié)果，何樂而不為。相信，教材將來會作這樣的改動。只要同學(xué)們真正弄懂這個實驗的原理，安裝實驗和進(jìn)行實驗并不困難，學(xué)生參照教材要求收集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析得出“在電流一定時，導(dǎo)體的電阻越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越多，在電壓一定時，導(dǎo)體的電阻越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越少”的結(jié)論也不會有困難。第二個活動是分析論證，教材中已經(jīng)給出分析論證的路子，教師應(yīng)要求學(xué)生沿著這個路子進(jìn)行推導(dǎo)得出電功率的P=I2R和P=U2/R另外兩種表達(dá)式。并從推導(dǎo)中知道在通過導(dǎo)體電流相等的條件下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻成正比，而在加在導(dǎo)體上的電壓相等的條件下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻成反比?？梢姡姛嵝?yīng)跟電阻之間的正、反比關(guān)系是有條件的，它們并不矛盾。電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制在這一段標(biāo)下，教材用簡短的文字結(jié)合圖示，一方面簡單介紹焦耳定律，另一方面列舉大量例子說明電熱效應(yīng)的應(yīng)用十分廣泛，同時又利用電視機(jī)、筆記本電腦和電冰箱的圖示，讓學(xué)生思考這些電器是怎樣散熱的，并交流討論自己所知道的電器散熱措施和散熱裝置。因此，教師要在簡單介紹焦耳定律內(nèi)容之后，要組織學(xué)生交流討論電熱效應(yīng)的利和弊，以及怎樣趨利避害。建議教師在這里向?qū)W生滲透事物的兩面性辯證觀點是很有意義的，這也是課標(biāo)的要求?？梢?，本節(jié)課的重點是電流熱效應(yīng)概念建立和通過“分析論證與實驗驗證”兩條途徑認(rèn)識電流熱效應(yīng)跟電阻之間關(guān)系的條件，領(lǐng)悟分析論證與實驗驗證的意義。同時能從認(rèn)識電熱現(xiàn)象的利弊中體驗辯證思想觀點的應(yīng)用。4、教學(xué)評價課堂測評1．我們知道任何導(dǎo)體都有電阻，因此電流通過導(dǎo)體均會受到阻礙作用，那么，想一想，電流通過導(dǎo)體的發(fā)熱現(xiàn)象，其實質(zhì)是什么？2．在分析論證電熱效應(yīng)跟電阻關(guān)系中，你用到了哪些方法和知識？3．從電熱既有對人類有利的一面，也有有害的一面中，你感悟到了什么？參考答案：1．通電導(dǎo)體發(fā)熱說明電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此電熱現(xiàn)象的實質(zhì)是電力做功的結(jié)果。2．歐姆定律；電功率表達(dá)式；串聯(lián)電路中電流相等和并聯(lián)電路中電壓相等的規(guī)律性。3．初步認(rèn)識到自然界事物的兩面性，如電熱現(xiàn)象、摩擦現(xiàn)象、聲現(xiàn)象、光現(xiàn)象等，它們均具有兩面性，即對人類既有有利的一面，也有不利的一面，因此人類要學(xué)會趨利避害，遵循自然規(guī)律，合理利用自然規(guī)律，與自然和諧共存。本節(jié)“自我評價與作業(yè)”參考答案1．要說出電熱器名稱，如電吹風(fēng)、電熱毯、電熨斗、電暖器、電烤箱等，農(nóng)村孩子家庭可能沒有那么多的電熱器，但可以讓他們到電器商店去調(diào)查。2．電熱可以幫助人類取暖，冶煉金屬，進(jìn)行科學(xué)實驗等，但有些電器因電熱更大也會損壞電器，如電腦、電視機(jī)等，因此需要散熱。3．由于導(dǎo)體的電阻跟長度成正比，當(dāng)電阻絲剪去一半再接到220V的電路中