第十六章 第四節(jié) 科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)-（教案）2023-2024學(xué)年九年級(jí)上冊(cè)物理滬科版（安徽）

教案：科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)一、教學(xué)內(nèi)容1.電流的熱效應(yīng)定義：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量。2.電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算：熱量Q=I^2Rt，其中I為電流強(qiáng)度，R為電阻，t為通電時(shí)間。3.電流熱效應(yīng)的應(yīng)用：電熱器、電烙鐵、電飯鍋等。二、教學(xué)目標(biāo)1.理解電流的熱效應(yīng)概念，掌握電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法。2.能夠分析實(shí)際生活中的電流熱效應(yīng)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力。3.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神和能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)難點(diǎn)：電流熱效應(yīng)的計(jì)算方法和實(shí)際應(yīng)用。2.教學(xué)重點(diǎn)：電流熱效應(yīng)的概念和計(jì)算公式的理解。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備1.教具：多媒體教學(xué)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)器材（電流表、電壓表、電阻器、燈泡等）。2.學(xué)具：學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材、筆記本、筆。五、教學(xué)過(guò)程1.實(shí)踐情景引入：以電熱器為例，讓學(xué)生觀察電熱器通電時(shí)產(chǎn)生的熱量，引導(dǎo)學(xué)生思考電流的熱效應(yīng)。2.概念講解：介紹電流的熱效應(yīng)定義，引導(dǎo)學(xué)生理解電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。3.計(jì)算方法講解：講解電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法，引導(dǎo)學(xué)生掌握熱量Q=I^2Rt的計(jì)算公式。4.實(shí)例分析：分析電烙鐵、電飯鍋等實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生了解電流熱效應(yīng)在生活中的應(yīng)用。5.實(shí)驗(yàn)操作：安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量不同電流強(qiáng)度、電阻下產(chǎn)生的熱量，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電流熱效應(yīng)的計(jì)算方法。6.隨堂練習(xí)：布置一些相關(guān)題目，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。六、板書(shū)設(shè)計(jì)電流的熱效應(yīng)概念：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量。計(jì)算方法：熱量Q=I^2Rt應(yīng)用：電熱器、電烙鐵、電飯鍋等。七、作業(yè)設(shè)計(jì)1.題目：已知一段導(dǎo)體通電10分鐘，電流強(qiáng)度為2安，電阻為5歐，求這段導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。答案：熱量Q=I^2Rt=2^251060=12000焦耳。2.題目：解釋電熱器、電烙鐵、電飯鍋等是如何利用電流的熱效應(yīng)工作的。八、課后反思及拓展延伸1.課后反思：本節(jié)課學(xué)生對(duì)電流的熱效應(yīng)概念理解較為深刻，但在實(shí)際應(yīng)用計(jì)算方面還需加強(qiáng)練習(xí)。2.拓展延伸：電流的熱效應(yīng)在生活中有很多應(yīng)用，可以讓學(xué)生舉例說(shuō)明，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力。重點(diǎn)和難點(diǎn)解析：電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法1.電流強(qiáng)度（I）：電流強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量。它的單位是安培（A）。電流強(qiáng)度與電荷量和時(shí)間有關(guān)，可以用公式I=Q/t來(lái)表示，其中Q是電荷量，t是時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用中，電流強(qiáng)度可以通過(guò)電流表來(lái)測(cè)量。2.電阻（R）：電阻是導(dǎo)體對(duì)電流流動(dòng)的阻礙作用，它的單位是歐姆（Ω）。電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，電阻可以通過(guò)電阻表或者直接觀察導(dǎo)體的規(guī)格來(lái)得知。3.通電時(shí)間（t）：通電時(shí)間是指電流通過(guò)導(dǎo)體的時(shí)間。它的單位是秒（s）。通電時(shí)間可以通過(guò)計(jì)時(shí)器或者實(shí)驗(yàn)中的時(shí)間記錄來(lái)得到。在計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量時(shí)，我們需要將電流強(qiáng)度、電阻和通電時(shí)間代入公式Q=I^2Rt。這個(gè)公式表明，電流產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度的平方成正比，與電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。這意味著，電流強(qiáng)度越大，電阻越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量就越多。理解和掌握這個(gè)計(jì)算方法對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常重要的，因?yàn)樗粌H可以幫助他們解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，還可以幫助他們分析和計(jì)算日常生活中的電流熱效應(yīng)應(yīng)用。例如，當(dāng)學(xué)生知道電流強(qiáng)度、電阻和通電時(shí)間后，就可以計(jì)算出電熱器產(chǎn)生的熱量，從而選擇合適的電熱器來(lái)加熱食物或者水。為了幫助學(xué)生理解和掌握這個(gè)計(jì)算方法，教師可以通過(guò)舉例、講解和實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步解釋和驗(yàn)證。例如，教師可以給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生親眼看到不同電流強(qiáng)度、電阻和通電時(shí)間下產(chǎn)生的熱量差異。教師還可以讓學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生通過(guò)合作和交流來(lái)理解和掌握這個(gè)計(jì)算方法。電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)之一，學(xué)生需要通過(guò)理解和掌握熱量Q=I^2Rt的計(jì)算公式來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)舉例、講解和實(shí)驗(yàn)，教師可以幫助學(xué)生理解和掌握這個(gè)計(jì)算方法，并培養(yǎng)他們的實(shí)際問(wèn)題解決能力。繼續(xù)：電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法在上一部分中，我們已經(jīng)介紹了電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法，并強(qiáng)調(diào)了它在本節(jié)課中的重要性?，F(xiàn)在，我們將進(jìn)一步深入探討這個(gè)計(jì)算方法，以便學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用它。我們需要明確一點(diǎn)：電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法是基于歐姆定律的擴(kuò)展。歐姆定律表明，電流強(qiáng)度I與電壓V和電阻R之間的關(guān)系為I=V/R。當(dāng)我們將歐姆定律的公式變形，得到V=IR，然后將電壓V替換為電功W（功等于能量，單位是焦耳J），我們就可以得到電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算公式Q=I^2Rt。在這個(gè)公式中，I^2R代表的是電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的電功率（單位是瓦特W），而t代表的是時(shí)間（單位是秒s）。因此，Q實(shí)際上是電功率與時(shí)間的乘積，即功（能量）。這個(gè)功以熱量的形式產(chǎn)生，因此我們將其稱(chēng)為電流的熱效應(yīng)。1.確定已知量：I=5A（電流強(qiáng)度），R=10Ω（電阻），t=1min=60s（通電時(shí)間）。2.代入公式：Q=I^2Rt=(5A)^210Ω60s=15000J。因此，1分鐘后通過(guò)電阻器產(chǎn)生的熱量為15000焦耳。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生可能會(huì)遇到各種不同的問(wèn)題，例如電流強(qiáng)度的測(cè)量、電阻的計(jì)算、以及時(shí)間的記錄。教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生如何正確使用實(shí)驗(yàn)器材，如何準(zhǔn)確測(cè)量這些已知量，并如何將它們代入公式中進(jìn)行計(jì)算。教師還應(yīng)該提醒學(xué)生注意單位的轉(zhuǎn)換，確保所有已知量使用相同的單位（在國(guó)際單位制中，通常使用安培A、歐姆Ω和秒s）。在學(xué)生掌握了電流產(chǎn)生熱量的計(jì)算方法后，教師可以安排一些實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量和計(jì)算。這些活動(dòng)不僅能夠鞏固學(xué)生的理論知識(shí)，還能