滬科版九年級(jí)物理全冊(cè)教案：第十六章第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)

1、教育資源第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .闡述“驗(yàn)證焦耳定律”實(shí)驗(yàn)的思想方法；確認(rèn)電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻、通過導(dǎo)體的電流及通電時(shí)間的關(guān)系.2 .復(fù)述焦耳定律的內(nèi)容，寫出焦耳定律的公式及熱量的國際單位.3 .解釋Q=W成立的條件.U4 .應(yīng)用Q=I2Rt和I=R等公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.【主體知識(shí)歸納】1 .焦耳定律的內(nèi)容是：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(shí)間成正比.2 .焦耳定律公式：Q=I2Rt.3.電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所做的功W全部用來產(chǎn)生熱量Q,那么，電流產(chǎn)生的熱量就等于電流所

2、做的功，即Q=W教學(xué)設(shè)計(jì)方案提問：(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？(2)電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺？為什么？學(xué)生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).(3)電流通過用電器會(huì)發(fā)熱，請(qǐng)從能量的轉(zhuǎn)化角度進(jìn)行分析呢。回答：將電能轉(zhuǎn)化為熱能板書：一、電流的熱效應(yīng)：電流通過各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體發(fā)熱，溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。問題：生活中，哪些用電器是利用電流熱工作的？思考題1:電爐絲通過導(dǎo)線接到電路中，電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻不怎么熱？換句話說，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？科學(xué)猜想：可能跟電阻、電流、通電時(shí)間有關(guān)

3、。實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)好教材129頁圖16-13所示實(shí)驗(yàn)。思考題2:閱讀演示實(shí)驗(yàn)，找出該實(shí)驗(yàn)中哪些量是相同的？哪些量是不相同的？物理學(xué)中采取了怎樣的實(shí)驗(yàn)探究方法？思考題3:為何讓兩電阻絲串聯(lián)？(演示)你將觀察到什么現(xiàn)象？說明什么問題？板書：實(shí)驗(yàn)表明：在電流，通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。說明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)。思考題4:電流通過導(dǎo)體(饃烙合金絲)產(chǎn)生的熱量是否與電電流的大小有關(guān)呢？應(yīng)該控制哪些量不變？又將觀察到什么現(xiàn)象？說明了什么問題？板書：實(shí)驗(yàn)表明：在通電時(shí)間一定，電阻相同的情況下，通過的電流越大，饃烙合金絲產(chǎn)生的熱量越多。說明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的大小有關(guān)。

4、探究：電流通過導(dǎo)體（銀烙合金絲）產(chǎn)生的熱量是否與通電時(shí)間有關(guān)呢？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？（演示實(shí)驗(yàn)）板書：實(shí)驗(yàn)表明：在電流、電阻相同的情況下，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.說明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間有關(guān)。板書：二、焦耳定律：英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)于1840年最先精確地確定電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系：板書：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(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律.關(guān)于焦耳的介紹：P133板書：焦耳定律可以用下面的公式表示：1、公式：Q=I2Rt單位：焦耳（J）2、公式中的電流I的單位要用安培（A）,電阻R的單位要用

5、歐姆（）,通過的時(shí)間t的單位要用秒這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）.3、意義：表示電流通過用電器有多少電能轉(zhuǎn)化為熱能。注意：?（1）、電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所做的功全部用來產(chǎn)生熱量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能（電功）W,即Q=W=UIt.?可見，在一定的條件下，根據(jù)電功公式W=UIt和歐姆定律公式U=IR推導(dǎo)出焦耳定律公式。即Q=W=UIt=IRIt=I2Rt（2）、應(yīng)用焦耳定律解決問題時(shí)，公式中的各物理量必須對(duì)應(yīng)于同一段電路或同一個(gè)導(dǎo)體.如果電路中存在多段電路或多個(gè)導(dǎo)體，必須注意它們各自的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不可“錯(cuò)位”.4、Q=

6、I2Rt與W=IUt的區(qū)別在純電阻電路中,這兩個(gè)公式是通用的。即：W=Q純電阻：把電能只轉(zhuǎn)化為熱能在非純電阻電路中，W=IUt公式求得的是總消耗的電能；Q=I2Rt公式求得的是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量即：W>Q板書：三、電熱器：利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。1、電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體2、發(fā)熱體一般由電阻率大、熔點(diǎn)高的金屬絲繞在絕緣材料上做成的。因?yàn)楦鶕?jù)焦耳定律可知，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。同時(shí)，為了使電阻絲在很高的溫度下不致熔化，應(yīng)選用熔點(diǎn)高的材料。板書：四、電熱的利用和防止?電熱可以給人們的生活帶來方便，也可以給人們帶來危害。因此使用電熱器時(shí)，一方面要利用其方便，另

7、一方面要防止其危害，利用電熱的用電器有電爐、電燙斗、電烙鐵、電飯鍋、電烤箱等。防止電熱的危害，就是要防止電流過大燒壞燈絲、燒教育資源教育資源壞電流表、燒壞保險(xiǎn)絲等后果。?比如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，就是為了通風(fēng)散熱。電動(dòng)機(jī)的外殼有很多翼狀散熱片，使用時(shí)與軸相連的扇葉還向散熱片吹風(fēng)，也是為了降溫。習(xí)題：1、某電熱器接在220V的電源上，它的電阻是55歐，通電10分鐘產(chǎn)生多少熱量？解：先利用歐姆定律計(jì)算出通過電熱器的電流，再用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量。I=U/R=220V/55Q=4AQ=I2Rt=(4A)2X55QX600S=528000J習(xí)題2：為什么電爐絲通過銅導(dǎo)線接到電路中，爐絲熱得發(fā)紅，銅導(dǎo)線卻不怎么熱？解析：因?yàn)殡姞t與銅導(dǎo)線串聯(lián)，通過電爐與銅導(dǎo)線的電流一定大小相等，通電時(shí)間也相等。但銅導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電爐絲的電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,電流在銅導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量也遠(yuǎn)小于電爐絲產(chǎn)生的熱量。所以電爐絲熱得發(fā)紅。提高訓(xùn)練1、“220V1000W'的電動(dòng)機(jī)其線圈電阻為4歐，當(dāng)它正常工作時(shí)通電1小時(shí)產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？2.有三個(gè)用電器，其中一個(gè)為“220V,60W的電風(fēng)扇，一個(gè)為“220V,60W的白熾燈，另一個(gè)是“220V,60W的電熱器，都在額定電壓下工作相同的時(shí)間，比較這三