2019-2020年九年级科学上册 5.3 能量的转化与守恒3.7电热器第7节电热器教案 浙教版.doc

2019-2020年九年级科学上册 5.3 能量的转化与守恒3.7电热器第7节电热器教案 浙教版【教学目标】1、 进一步认识电流的热效应。2、 知道电流的热效应跟哪些因素有关。3、 在观察实验得出结论的基础上，了解用控制变量法研究焦耳定律。4、 理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。5、 了解通过发现问题、分析问题（大胆猜测结果）并通过实验验证与理论推导来解决问题的科学探索方法。6、 激发和培养学生的创新精神与实践能力。【教学重点】理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用【教学难点】理解焦耳定律【教学过程】创设情境、提出课题问题1.灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热的发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？问题2.假如在照明电路中接入大功率的电路中，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？ （教师指出，这些都与电流的热效应有关）教师：什么是电流的热效应？导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。教师：你能列举生活中利用电流的热效应的例子吗？电流热效应的应用教师：电流产生的热量跟那些因素有关呢？进行猜想、提出假设教师：请同学们猜想一下，通电导体放出的热量可能与哪些因素有关呢？电流产生的热量可能与电流的大小、导体电阻的大小以及通电时间的长短有关。教师：这个猜想是否正确呢？设计实验、验证假设教师：请同学们讨论一下研究的方法在三个因素中先固定两个因素，改变第三个因素，观察导体放出的热量与这个因素有什么关系，这种方法叫做控制变量法。焦耳定律演示实验（出示焦耳定律演示器）介绍实验原理，然后问：主要观察什么？（两个管中液柱移动的情况）教师演示实验，记录下在同一时刻两个管中液柱移动的情况。第一次实验：在通电电流和通电时间相同的条件下，研究电流产生的热量跟电阻的关系。第二次实验：在电阻和通电时间相同的条件下，研究电流产生的热量跟电流的关系。（引导学生分析） 第一次实验。什么相同？什么不同？说明什么？引导得出结论。 第二次实验。什么相同？什么不同？说明什么？引导得出结论。 问：上述实验中，若通电时间越长，管中的红墨水柱移动的距离将会怎样？归纳总结、得出结论结论1.在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。结论2.在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。结论3.在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。（引导学生得出结论）师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式： 单位：I安，R欧，t秒，Q焦。说明：焦耳定律在实验的基础上得出的，在此可向学生讲一些有关焦耳的故事，以激发学生勤奋学习，不怕困难，勇于攀登的精神。（根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律）若电流做的功全部用来产生热量， 即 Q=W 又 WUIt根据欧姆定律 U=IR Q=W=UIt=I2Rt范 例 分 析【例题】一根60欧的电阻丝接在36伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？【解】课 堂 讨 论（先由学生讨论，然后在教师的引导下进行归纳）课文前面“？”中为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”？分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律QI2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热量发光，而电线却感觉不到热。课文前面“？”中的和电炉相连的电线为什么显著发热？分析：照明电路的电压是一定的，由P=UI可知，电路中接入大功率电炉时，通过的电流大，在电线的电阻相同的情况下，跟电炉相连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多。因此跟电炉相连的电线显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。讨论课本本节中的“想想议议”，让学生自己说。讨论小结：应用公式解释判断问题时，必须注意条件。反 馈 练 习1.电流通过导体产生的热量跟_成正比，跟_成正比，跟_成正比。2.指出焦耳定律公式中各物理量使用的单位。3.一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？解题思路：（1） （2） （3） 【小资料】焦 耳焦耳（18181889），英国物理学家。他极力想从实验上去证明能量的不灭。对发现和确立能量守定律作出了主要贡献。1840年，焦耳经过了多次通电导体产生热量的实验发现电能可以转化为热能，并且得出了一条定律，导体在一定时间内放出的热量同电路的电阻以及电流强度二次方的乘积成正比，即焦耳定律。焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各种运动形式之间的能量守恒和转化的关系。1843年，发现了热功当量，并测出其数值。1850年，他又写了论热功当量的论文，总结和分析了以往工作的结果。以后，焦耳继续改进实验方法，不断提高实验的精确度，最后得到热功当量的值比现在的公认的值只小0.7%，从当时的条件来看，这样的精确度是惊人的。焦耳在科学道路中勇于攀登，不怕困难，精益求精的精神，很值得大家学习。