2024年秋初中物理九年級(jí)下冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）第2課時(shí) 電熱的利用和防止（教案）

第4節(jié)焦耳定律第2課時(shí)電熱的利用和防止【教學(xué)目標(biāo)】1.知道利用和防止電熱的場(chǎng)合和方法;2.進(jìn)一步理解焦耳定律.3.通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力.4..通過(guò)對(duì)電熱的利用和防止知識(shí)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到科學(xué)是有用的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、熱愛(ài)科學(xué)的興趣.5.在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，滲透辯證唯物主義的思想.【教學(xué)重點(diǎn)】電熱的利用與防止.【教學(xué)難點(diǎn)】焦耳定律的進(jìn)一步理解.【教具準(zhǔn)備】電爐、電熨斗、電飯鍋、熱得快等電熱器、多媒體課件等.【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一課時(shí)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.【新課引入】師日常生活中，利用電熱工作的用電器有很多，請(qǐng)同學(xué)們舉出例子.生：電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤箱、電爐……師本節(jié)課我們除了學(xué)習(xí)電熱的利用，還需了解電熱有害時(shí)怎樣防止電熱.【進(jìn)行新課】知識(shí)點(diǎn)1電熱的利用和防止師電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，使導(dǎo)體只發(fā)熱的用電器是利用電流的熱效應(yīng)，這類用電器稱為電熱器，而電熱器的主要部分是發(fā)熱體.教師出示電爐，引導(dǎo)學(xué)生觀察后說(shuō)出電爐的結(jié)構(gòu).生：電爐的結(jié)構(gòu)主要是爐絲即電阻絲.還必須有爐盤，電爐盤是絕緣材料制成的.教師提問(wèn)：從實(shí)際考慮，電爐絲應(yīng)該有什么要求？生1：電爐就是要靠電爐絲發(fā)熱的，所以爐絲的電阻應(yīng)該很大.生2：爐絲還應(yīng)有較高的熔點(diǎn)，這樣它在發(fā)熱時(shí)才不容易燒斷.師請(qǐng)同學(xué)們以電爐為例說(shuō)明發(fā)熱體是用什么材料制成的？生：發(fā)熱體是由電阻（率）大，熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的.教師出示熱得快、電飯鍋、電熨斗等電熱器，并將電飯鍋、電熨斗的發(fā)熱板取出讓學(xué)生觀察，向?qū)W生說(shuō)明，其他的電熱器也都需要用電阻大、熔點(diǎn)高的金屬導(dǎo)體作為發(fā)熱體.師我們了解了電熱器，大家能不能說(shuō)說(shuō)使用電熱有什么好處？生1：電熱清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染.生2：熱效率高，使用方便.生3：能方便地調(diào)節(jié)，如控制溫度，操作簡(jiǎn)單.師同學(xué)們知道了利用電熱的好處.但有些時(shí)候，有些地方的電熱我們是不需要的，還要設(shè)法防止.有關(guān)的內(nèi)容，大家了解的有哪些呢？生1：電機(jī)使用過(guò)程中會(huì)發(fā)熱，如果連續(xù)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)燒壞電機(jī).生2：有些導(dǎo)體上的絕緣材料會(huì)因溫度過(guò)高，使絕緣材料迅速老化，甚至燒壞.生3：電視機(jī)開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)發(fā)熱.電視機(jī)后蓋上有許多孔，就是為了能通風(fēng)散熱.生4：電腦中還裝有風(fēng)扇，也是為了散熱，減少電熱的危害.生5：農(nóng)村抽水、磨面用的電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作一段時(shí)間后要休息一會(huì)，等涼了再用，是為了防止電熱可能造成的危害.師同學(xué)們對(duì)電熱的危害及防止了解的還真不少，老師這兒有一份用電器的說(shuō)明書(shū)，請(qǐng)大家仔細(xì)閱讀，并分析說(shuō)明其中的道理.（用多媒體播放）教師引導(dǎo)學(xué)生著重注意以下內(nèi)容：工作時(shí)將電器置于通風(fēng)良好處；勿使電器淋雨或受潮；長(zhǎng)期不用的電器隔一段時(shí)間應(yīng)該通電一次.生1：電器工作時(shí)，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.生2：電器淋雨或潮濕會(huì)降低絕緣性能，使電路工作失常，影響用電器的使用.長(zhǎng)期不用的電器隔一段時(shí)間要通電，是為了利用電熱來(lái)驅(qū)潮，是電熱的利用.例題1教師用多媒體展示練習(xí)冊(cè)中對(duì)應(yīng)題目，并講解.課堂演練完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂練習(xí).知識(shí)點(diǎn)2電熱的綜合應(yīng)用1.電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系（教師可用多媒體展示說(shuō)明）（1）電功與電熱的區(qū)別：電功是指電流通過(guò)一段電路所做的功，它的大小表示電路消耗電能的多少，也表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.電熱是指電流通過(guò)一段電路做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分.兩者表示的意義不同，是兩個(gè)不同的概念.（2）電功與電熱的聯(lián)系：①在純電阻電器（電路中只有電阻的電路）中，電流所做的功沒(méi)有轉(zhuǎn)化為別的形式的能，只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電路消耗的電能和生成的內(nèi)能在數(shù)值上是相等的，即W=Q，此時(shí)計(jì)算電功的各個(gè)公式,如W=UIt=I2Rt=U2Rt=Pt都適用于計(jì)算電熱.初中階段所研究的電路一般僅限于純電阻電路，如電燈、電爐、電熱器、電熨斗等.②若電路中除有電阻外，還含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等，這種電路就是非純電阻電路.從能量轉(zhuǎn)化的角度看，這種電路消耗的電能除部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和化學(xué)能等.如在電動(dòng)機(jī)工作的電路中，加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U，通過(guò)它的電流為I，電動(dòng)機(jī)的線圈也有一定的電阻R，此時(shí)電流做的功為W=UIt,而電流做的功并沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能了，通過(guò)線圈電阻R的電流仍使線圈發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt，但此時(shí)Q≠W,而是Q＜W,即W=Q+機(jī)械能.2.計(jì)算公式及其適用范圍例題2（多媒體展示）一電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1Ω,線圈兩端所加電壓為2V時(shí)，電流為0.8A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作.（1）在求電動(dòng)機(jī)正常工作1min所消耗的電能時(shí)，有以下兩種不同的解法：小明的解法：W=UIt=2V×0.8A×60s=96J;小華的解法：W=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J.你認(rèn)為哪位同學(xué)做得好，請(qǐng)做出判斷并說(shuō)明理由.（2）求電動(dòng)機(jī)正常工作1min所轉(zhuǎn)化的機(jī)械能是多少.分析：電動(dòng)機(jī)正常工作的過(guò)程是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能的過(guò)程，所以電動(dòng)機(jī)工作時(shí)消耗的電能大于產(chǎn)生的電熱.電動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能是所消耗的電能與所轉(zhuǎn)化成的熱量的差值.解：（1）小明的解法正確.因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)為非純電阻電路，其電流與電壓、電阻之間的關(guān)系不滿足歐姆定律，故含電動(dòng)機(jī)的電路不能用含歐姆定律的推出公式求電功.（2）1min內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電熱為：Q=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J;則在1min內(nèi)，這臺(tái)電動(dòng)機(jī)所轉(zhuǎn)化的機(jī)械能是：W機(jī)=W-Q=96J-38.4J=57.6J.例題3（多媒體展示）小明家買了一臺(tái)電烤箱，有低、中、高三個(gè)擋位的發(fā)熱功率，如圖是其內(nèi)部簡(jiǎn)化路圖，開(kāi)關(guān)S1可分別與觸點(diǎn)a、b接觸.已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，電源電壓保持不變.請(qǐng)分析和解答以下問(wèn)題：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1置于b端、S2斷開(kāi)時(shí)，電烤箱處于什么擋位？簡(jiǎn)述理由.（2）電烤箱在中擋位工作時(shí)，消耗的電功率是多少？（3）電烤箱在高擋位工作時(shí)，對(duì)食物加熱6min，消耗的電能為多少？例題4（多媒體展示）如圖所示是電飯鍋的實(shí)物圖，圖甲是它的內(nèi)部電路圖，圖乙是電路簡(jiǎn)圖.它有“高溫?zé)蟆焙汀盃F飯、保溫”兩擋，由溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制.煮飯時(shí)，先要按下溫控開(kāi)關(guān)按鈕；到達(dá)設(shè)定溫度（飯已煮熟），按鈕會(huì)自動(dòng)彈起.（1）對(duì)照觀察圖（甲）和圖（乙），溫控開(kāi)關(guān)按鈕未按下時(shí)，“燒煮電路部分”與“保溫電路部分”是關(guān)系（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）；按下溫控開(kāi)關(guān)按鈕，“燒煮電路部分”的電壓為V，“保溫電路部分”將（選填“工作”或“不工作”）；溫控開(kāi)關(guān)按鈕彈起后，電路中的電流比原來(lái)（選填“大”或“小”）.（2）當(dāng)溫控開(kāi)關(guān)按鈕按下時(shí)，電飯鍋電路的總功率為1100W.求：“燒煮電路部分”的電阻R1.（3）溫控開(kāi)關(guān)按鈕彈起后，電飯鍋電路的總功率為44W.求：①電路中的電流；②“保溫電路部分”的電阻R2.（4）已知只有當(dāng)指示燈和限流器兩端的電壓與電源相差不大時(shí)，指示燈才會(huì)發(fā)光.請(qǐng)通過(guò)相關(guān)計(jì)算分析說(shuō)明為什么溫控開(kāi)關(guān)按鈕彈起時(shí)，紅燈熄滅而黃燈亮.分析：（1）由圖乙電路簡(jiǎn)圖可發(fā)現(xiàn)，溫控開(kāi)關(guān)按鈕未按下時(shí)，電路中只有“燒煮電路部分”與“保溫電路部分”串聯(lián)，按下溫控開(kāi)關(guān)按鈕，“保溫電路部分”被短路不能工作，電路中只有“燒煮電路部分”，所以“燒煮電路部分”的電源為220V，溫控開(kāi)關(guān)彈起時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路中電阻變大，根據(jù)I=U/R知，電壓不變，電阻變大，故電流將變??；（2）當(dāng)溫控開(kāi)關(guān)按鈕按下時(shí)，電路中只有R1，則R1=U2/P;（3）溫控開(kāi)關(guān)彈起，R1、R2串聯(lián)時(shí)，電路中的電流I=P/U，R總=U/I，則R2=R總-R1;（4）當(dāng)溫控開(kāi)關(guān)按鈕彈起時(shí)，R1、R2串聯(lián)，則U1=I1R1=0.2A×44Ω=8.8V,遠(yuǎn)小于220V，而U2=U-U1=220V-8.8V=211.2V,接近220V，所以紅燈不亮黃燈亮.課堂演練完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂練習(xí).【教師結(jié)束語(yǔ)】這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電熱的利用和防止，以及電熱的綜合應(yīng)用等.電熱在生產(chǎn)、生活中廣泛存在，要從應(yīng)用和危害兩個(gè)方面認(rèn)識(shí)電熱，注意辯證地分析問(wèn)題.同時(shí)要善于觀察生活，用理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，認(rèn)識(shí)生活中的科學(xué).課后作業(yè)完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課后練習(xí).1.本節(jié)課的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)從生活走向物理，從物理走向社會(huì)的基本理念，注重科學(xué)的探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣.為此，將這一節(jié)劃分為兩課時(shí)來(lái)完成，第一課時(shí)，著重探究影響電熱的因素，保證學(xué)生探究的時(shí)間，探究的多樣性.第二課時(shí)，著重理解功和熱的關(guān)系，以及電熱的利用與防止.2.電熱的利用與防止，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)事物總有兩重性,在教學(xué)中滲透辯證唯物主義的思想.我們說(shuō)的電熱危害是對(duì)于我們的需要來(lái)說(shuō)的，如果產(chǎn)生的熱量是我們需要的，那對(duì)我們是有利的，反之就是有害的.如：電視機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，在正常觀看時(shí)，是有害的.但當(dāng)電視機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，我們可以利用電熱來(lái)驅(qū)潮，這時(shí)的電熱就是有利的.電熱器在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量如果過(guò)多，也會(huì)帶來(lái)危害，所以我們?cè)谡Ｊ褂秒娔墚a(chǎn)生的熱量時(shí)，也要注意安全.3.有關(guān)電熱的計(jì)算問(wèn)題：電熱的計(jì)算一般包括兩種情況：純電阻電器（電熱器電路）的電熱計(jì)算和非純電阻電路（電動(dòng)機(jī)電路）的電熱計(jì)算.解題時(shí)，先要判斷電路是純電阻電路還是