九年级物理第 十五 单元第3课第 1 学时教案.doc

第 十五 单元第 3 课第 1 学时
年 级
九年级
主备教师

学习内容
§15．3 电热器 电流的热效应
学习目标
1. 能认识常见的电热器，知道电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置，知道电热器一般是由发热体构成的。
2. 通过探究，知道电热与哪些因素有关，知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。
3. 知道焦耳定律内容、公式及适用范围。
重点、难点
1.理解电热器的能量转化情况，探究电热和电阻、电流以及通电时间关系。
2.如何比较电流产生的热量多少；根据实验数据分析得出电流产生的热量和电流、电阻以及通电时间的定性关系。
教 学 流 程 设 计
一、学习内容
1、电热器
观察下列用电器，回答问题。

热得快　　　　　电炉　　　电熨斗　　　　电热水壶　　　　电热毯　　　电饭煲
思考并回答：（1）这些用电器的共同点是：内部具有电热丝。他们都是利用电流做功，将　　　　　转化为　　　　的装置，这类装置统称为 。微波炉、电磁炉因为没有　　　　　　所以不属于电热器。
（2）电流的热效应：　　　　通过导体时，导体　　　　的现象；电流通过电热器时会产生热量，因此电热器是利用　　　　　　效应工作的装置。
（3）电流热效应的运用：可以判断导体中是否有电流。
2、影响电流热效应的因素
（1）提出问题：电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关？
思考：A. 灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什么？
B. 相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，这又是为什么？
C. 电熨斗，它通电的时间过长，会产生更多的热量，一不小心，就会烧坏衣料。
（2）做出猜想:
根据上面的三个问题，可猜测电流通过电热器所产生热量的多少可能与导体的 　 、导体中　　　　　、通电的　　　　有关。
（3）设计试验
实验方法：
问题1：如何比较通电导体产生热量的多少？
转化法：将一段电阻丝浸没在一定质量的液体中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会　　　　，导体产生的热量越多，液体吸收后温度升高也越　　　。因此，我们可以通过比较　　　质量的　　　　液体温度的升高来比较电阻丝发热量的多少。
问题2：如何研究通电导体的电阻、导体中的电流和通电时间对产生热量的影响？
控制变量法：（1）研究与导体电阻大小的关系时，应选择两个阻值　　　　（相同/不同）的电阻丝。实验时，要控制两个电阻丝的电流大小　　　　　（相等/不相等），为此，可以将它们　　　　　（串联/并联）在电路中。此外，还需控制它们的　　　　　　相等。
（2）研究与导体中电流大小的关系时，应使电阻丝的阻值　　　　　　（改变/不变）,使通过电阻丝的电流大小　　　　（改变/不变）,为改变电路中电流的大小，实验时，只要在电路中串联一个　　　　　　　　。
（3）研究与通电时间的关系时，应该使电阻丝的阻值和电路中的电流　　　　　（改变/不变）,延长通电时间，观测液体温度的变化。
实验电路：根据电路图，用笔画线做导线，将右图的实物图连接起来。

(R1为镍铬合金丝；R2为铜丝且R1>R2)
实验步骤：
（1） 按图连接好电路，通电一定时间后切断电源，分别观测不同电阻丝所在液体温度的变化。
（2） 保持通电时间相同，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观测其中一根电阻丝所在液体温度的变化情况。
（3） 延长通电时间，继续观测液体温度的变化。
实验现象及结论：
现象1：左边温度计的液柱上升得快。
结论1：在　　　　、　　　　　相等时，导体电阻越大，产生的热量越多
现象2：增大电流后，温度计的液柱升高得快。
结论2：在　　　　　、　　　　　相等时，导体中电流越　　　，产生的热量越多
现象3：延长时间后，温度计的液柱在不断地升高
结论3：在电流、电阻相等时，通电时间越长，产生的热量越多
总结：电流通过电阻丝时产生的热量与导体本身的　　　　　、通过导体的
　　　　以及　　　　　有关。导体的电阻越　　　　、通过的电流越　　　　，通电的时间越　　　　，电流通过导体产生的热量越多。
3、焦耳定律
电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器时，电能几乎全部转化为内能，电热器所产生的热量等于电流做的功。
★用公式表示：Q热 = W = UIt　（用于纯电阻）
★根据欧姆定律U=IR，代入上式得：Q热 =I2Rｔ（焦耳定律：适用于纯电阻）
★焦耳定律：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成　　　，跟导体的电阻成　　　，跟通电的时间成　　　　 。
★推导公式：（1）因为Q热 = W = UIt将I=U/R代入得, Q热＝
（2）因为Q热 = W = UIt将P=UI代入得，Q热＝　　　　　
介绍：焦耳是英国物理学家。他一生的大部分时间是在实验室里度过的。1840年，焦耳通过大量的实验终于确定了电流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，这个规律就是焦耳定律。 焦耳致力于热功定量的精确测定达40年之久，他用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系，为热力学第一定律的建立确定了牢固的实验基础。
在通常情况下，电流产生得热量Q仅是电流所做的功W中的一部分，例如，电流通过电动机做功时，大部分电能被转化为电动机的机械能，仅有少量电能转化为内能(即Q<W)，因此焦耳定律对非纯电阻不适用。
二、课堂练习
例1：某电热器电阻丝的电阻是2千欧，当0.5安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？
已知：R= ,I= ,ｔ＝
求：Q
解：Q= I2Rt= × × = J
答：产生的热量是 。
例2：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内产生多少热量？
已知：R= ,U= ,ｔ＝
求：Q
解:
方法1：I=== A
Q= I2Rt= × × =
方法2：Q=＝＝　　　　　　　　　　J
答：
三、课后巩固
1、P17页，3W思考题
2、一个20Ω的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上消耗的电能是_____,释放热量为　　　　　。

3、一个电阻通过0.2A的电流5min，电阻上产生的热量为600J.这个电阻的阻值是　　　　　Ω。

4、一个200Ω的电阻通电2min，电阻上消耗的电能是4.5×104J,则通过电阻的电流是　　　　。

5、一个40Ω的电阻，通过0.3A的电流，则通电______min释放热量为2160J.