九年级物理全册第十三章电功和电功率第四节电流的热效应教案新版北师大版

第十三章电功和电功率

第四节电流的热效应

一、教学背景分析

本节内容主要是让学生通过生活中用电器的发热现象认识电流的热效应；通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关；在由实验探究得出电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系的基础上,让学生了解焦耳定律,并且能够用焦耳定律说明生产生活中的一些现象.

从学生的知识基础看,学生已经学习了电功与电功率,能够从能量转化的角度分析电流做功时能量的转化情况；学生也在“机械能、内能及其转化”一章学习过比热容,知道同质量的同种液体,吸收不同热量时升高的温度不同,可以用温度的变化来反映吸收热量的多少.从学生的日常经验看,学生对生活中用电器发热的现象并不陌生,比较容易认识电流的热效应.从学生的能力基础看,学生在上一节课完成了完整的探究实验,探究了小灯泡的电功率,实验综合性强,探究能力得到了提高.

结合教学内容与学情分析,本节教学设计的基本思路如下：首先用电热丝切割器切割塑料泡沫,引入新课；然后请学生举出生活中用电器通电后发热的例子,从能量转化的角度进行分析,认识电流的热效应；接着探究电流的热效应与哪些因素有关,通过实验得出定性结论；再介绍电流产生热量与电流、电阻、通电时间的定量关系,即焦耳定律；最后运用焦耳定律说明生产生活中的一些现象.

二、教学目标

1.知道什么是电流的热效应.知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系.

2.通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关,提升科学探究能力,经历设计记录表、进行实验和收集证据的过程,进一步学习控制变量的科学研究方法,体会替代的研究思想,养成严谨的科学态度.

3.通过学习电流热效应的应用和危害防止的实例,树立理论联系实际、将所学知识应用于实际的意识,体会物理知识对生产生活的重要意义.

三、教学重点和难点

教学重点：实验探究电流产生的热量与哪些因素有关.

教学难点：理解焦耳定律.

通过实验定性分析电流产生的热量与哪些因素有关,是理解焦耳定律的基础,在实验过程中又可以培养学生制订计划、设计数据表的能力,培养学生的探究能力.在实验过程中让学生在明确实验目的与了解实验仪器的基础上,尝试设计实验,分析如何用实验仪器反映电流产生的热量.

对于焦耳定律的理解,要帮助学生区别焦耳定律Q=I2Rt与电流做功W=UIt的不同与联系.可以从能量转化的角度来比较电流做功W与电流产生的热量Q,在纯电阻电路中,电流做功全部转化为内能,W=Q；在非纯电阻电路中,电流做功只有部分转化为内能,W>Q.不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,在计算电流产生的热量时,Q=I2Rt始终成立.

四、教学过程

1.教学引入

教师演示实验,展示电热丝切割器（如图13-4-1所示）,先不通电

尝试切割塑料泡沫,再接通学生电源并给12V电压,通电后切割塑料泡

沫.

提出问题：为什么切割器在通电后可以切割塑料泡沫？

学生猜想：通电后电阻丝发热,所以能够切割塑料泡沫.

图13-4-1

2.“知识点”教学

●认识电流的热效应

教师引导：生活中有哪些用电器通电后会发热呢？

学生1：给电热水壶通电发热,可以烧水.

学生2：给电烤箱通电后发热,可以烤面包.

学生3：笔记本电脑用的时间长了,也会发热.

教师提问：这些热量是从哪里来的呢？大家可以从能量转化的角度分析吗？

学生猜想：是由于通电后,电流通过用电器做功,电能转化为内能.

教师肯定学生的猜想,并引导学生总结：电流通过导体时,导体会发热.这种现象叫作电流的热效应.

●探究电流的热效应与哪些因素有关

（1）提出问题

电流的热效应与哪些因素有关呢？怎样确定电流产生热量的多少？

（2）猜想与假设

教师引导：刚才我们分析了,电流的热效应来源于电流通过用电器做功,电能转化为内

能.由此你猜想,电流的热效应与哪些因素有关？

学生猜想：可能与电流的大小有关.

教师引导：用电热水壶烧水时,电炉丝和导线上的电流相同吗？

学生回答：相同.因为电炉丝与导线串联.

教师继续引导：既然电流相同,那为什么电炉丝可以用来加热,而导线并不很热呢？

学生猜想：导线的电阻非常小,而电炉丝电阻较大,所以电流的热效应还可能与电阻有关.

教师引导：用电热水壶烧开一整壶水和烧开半壶水,所用时间不同.由此你猜想,电流的热效应还可能与什么因素有关？

学生猜想：电流的热效应还可能与时间有关.时间越长,产生的热量越多.

学生总结猜想：电流的热效应可能与通过导体的电流、导体的电阻、通电时间有关.

（3）制订计划

教师提问：如果要探究电流的热效应与某一因素的关系,我们应该用什么方法？

学生回答：控制变量法.

教师提问：如果要研究电流的热效应与电流大小的关系,应该如何控制变量呢？

学生回答：控制电阻与通电时间相同,让电流大小不同,比较电流通过导体时产生的热量.

教师提问：怎样判断产生电热的多少？

学生结合电热壶烧水的例子进行分析：电流通过导体产生的热量,使水的温度升高,因此可以用水温升高的多少来反映产生电热的多少.

教师提问：结合之前学习过的比热容的知识,如果要用物质温度升高的多少来反映产生电热的多少,还需要控制哪些变量？

学生回答：还需要让物质种类和质量都相同.

教师肯定学生的回答,并介绍实验仪器,是用电热器加热相同质量的煤油,通过煤油温度升高的情况来判断通电导体产生热量的多少.

教师提问：要探究电热多少与电阻的关系,应该怎样设计实验电路？

学生分析、讨论后回答：此时要控制电流相同,因此可以把两个电热器串联.要让电阻不同,因此可以选用两个阻值不同的电热丝.

教师提问：为防止电路中电流过大,需要添加什么仪器？