九年级物理全册 13.4电流的热效应导学设计（新版）北师大版.doc

四、 电流的热效应本节课从日常生活经验引入，通过实验探究的方式得出了焦耳定律，并与电能知识结合分析，应用焦耳定律解决实际问题。引导学生了解电流热效应在生活和生产中的应用，及防止电热的危害等内容，同时也为下一节安全用电的教学做了准备。本节课主要内容是探究电流的热效应跟哪些因素有关、电热的利用和防止两部分。电流热效应的影响因素运用了控制变量法进行探究，要重点掌握实验的步骤及控制的物理量。焦耳定律的适用情况是学生认识的难点，要重点讲解。教学目标知识与技能1.知道什么是电流的热效应。2.知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定量关系。3.知道生产、生活中电流热效应的应用和危害的实例。过程与方法通过实验探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。情感态度与价值观1.通过实验探究，培养学生严谨的科学态度和探求真理的科学精神。2.了解焦耳事迹，学习其创新精神。3.培养学生理论联系实际的意识。重点难点重点：实验探究电流的热效应与哪些因素有关。将本实验按照一个完整的探究实验对待，使学生明确实验步骤、方法过程，总结得出影响因素。难点：焦耳定律的应用及电流的热效应与哪些因素有关。新课导语【导入一】 (创设问题情景，引入新课)(1)介绍生活中的电热器。提出问题：这些电热器的热量是从哪里来的？设疑：电炉丝通过导线连入电路里，电炉丝热得发红而导线却几乎不发热，这是为什么？提出问题：电流通过导体产生的热量跟什么因素有关？引入新课。(2)播放视频：电炉烧水、电热取暖器、电熨斗。这些用电器工作时有什么共同特点？(都要消耗电能、都会产生热)同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电流通过导体时，导体会发热的例子，这种现象就叫电流的热效应。在前面有关小灯泡的发光实验中，同学们曾有意地去触摸过小灯泡，感觉小灯泡发热，而连接的导线并不热。导线和用电器中通过的电流相同，用电器发热而导线却几乎不发热，这是为什么？引入新课。【导入二】 (活动引入新课)阅读感悟：信息(1)：电炉接入家庭电路中，会发现通电的电炉丝会发光、发热，其温度是较高的，而与电炉丝连接的导线却是凉的；信息(2)：电炉丝中间断了，现将断头搭接在一起，接入家庭电路中，会发现通电的电炉丝会发光、发热，且断头搭接在一起之处发光更亮，一会儿，断头处又被烧断。根据以上实验现象，你能提出两个你感兴趣的问题吗？【导入三】 (实验引入新课)演示实验：将一盏“220 V100 W”的照明灯泡接入电路，让学生观察，并请一位同学上台来摸一摸。提出问题：观察到什么现象？有什么感觉？过一会儿再让学生摸一摸，有什么感觉？对比两次灯泡的发热，猜想灯泡的发热跟灯泡工作的时间有关系吗？有什么关系？提出问题：灯泡热得发烫，而与灯泡相连的导线却不怎么热，又说明了什么呢？灯泡发热跟哪些因素有关呢？引入新课。教师讲解：在这些现象中，电流通过导体时，导体会发热，我们把这种现象称为电流的热效应，引入新课。学点1电流的热效应观察教材P119所示图片，思考下列问题：问题：三个用电器通电后都会发热，将_电_能转化为_内_能。事实表明，电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫作_电流的热效应_。小组之间交流、讨论，探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关。猜想：如图(a)所示，给电烤箱通电，电烤箱热得发烫，而与电烤箱串联的导线却不那么热；如图(b)所示，给灯泡通电时间越长，感觉灯泡越烫。由上述现象，我们可以猜想通电导体放出的热量可能与导体的_电流_、_电阻_和_通电时间_有关。图S1341设计实验：从生活中的一些现象猜想到多个因素影响通电电热丝放出的热量，故在探究的过程中采用_控制变量_法。实验中通电电热丝放出的热量不能够直接观察到，故探究过程中通过观察烧瓶内液体温度的变化来反映，这种研究问题的方法为_转换_法。实验探究：步骤一：在探究导体产生的热量与电阻的关系时，应该控制_通过导体的电流_和_通电时间_不变，改变_电阻_大小。实验中为了达到这一目的，采用了两个不同阻值的电热丝_串_联，然后观察温度计示数的变化。如图S1342甲所示。图S1342步骤二：在探究导体产生的热量与电流的关系时，应该控制_电阻_和_通电时间_不变，改变_电流_大小，为了达到目的，采用的方法是_在各支路中串联一个滑动变阻器_。比较相同时间内，通过电热丝的电流值不相同时，产生的热量是否相同。如图乙所示。步骤三：在上述探究中，导体通电时间越长，则会发现温度计示数上升得_越高_，这表明通电导体产生的热量与导体的_通电时间_有关。实验结论：由实验探究过程，我们可以概括出：电流通过导体时产生的热量跟_导体的电阻_、_导体中的电流_以及_通电时间_有关。学点2焦耳定律自学教材P121，回答下列问题：问题1：焦耳定律：电流通过导体时产生的热量，跟电流的_平方_成正比，跟导体的_电阻_成正比，跟_通电时间_成正比。这个规律叫作焦耳定律。问题2：焦耳定律的公式为_QI2Rt_，其中Q表示_电流通过导体时产生的热量_，单位是_J_，I表示_导体中的电流_，单位是_A_，R表示_导体的电阻_，单位是_。知识拓展 电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q等于消耗的电能，即QWUIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式_Qt_，故此时W和Q的关系为：WQ_Pt_UIt_I2Rt_t_。问题3：如图S1343甲所示是我们常见的家用电热器，它们都是利用电流的热效应工作的。电热既有有利的一面，也有不利的一面，结合图乙和生活实际，分析一下，在生活中电热会给我们带来哪些危害，如何进行散热？甲乙图S1343答案 在用电器工作时，由于电流的热效应会导致温度过高，这样会影响用电器的使用寿命，会使导线绝缘皮老化，甚至引起火灾。电视机的后盖有许多小孔，就是为了通风散热；计算机CPU有许多散热风扇，也是为了降温。