九年级物理全册 第16章 电流做功与电功率 第4节 科学探究 电流的热效应教案 （新版）沪科版-（新版）沪科版初中九年级全册物理教案.doc

第四节 科学探究：电流的热效应【教学目标】1阐述“验证焦耳定律”实验的思想方法；确认电流产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流及通电时间的关系2复述焦耳定律的内容，写出焦耳定律的公式及热量的国际单位3解释QW成立的条件4应用QI2Rt和I等公式进行有关计算【主体知识归纳】1焦耳定律的内容是：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2焦耳定律公式：QI2Rt3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，也就是电流所做的功W全部用来产生热量Q，那么，电流产生的热量就等于电流所做的功，即QW教学设计方案 提问：(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？学生回答：发烫.是电流的热效应.(3)电流通过用电器会发热，请从能量的转化角度进行分析呢。回答：将电能转化为热能板书：一、电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体发热，温度升高，这种现象叫做电流的热效应。问题：生活中，哪些用电器是利用电流热工作的？思考题1：电炉丝通过导线接到电路中，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么炉丝热得发红，而导线却不怎么热？换句话说，电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？科学猜想：可能跟电阻、电流、通电时间有关。 实验探究设计好教材129页图16-13所示实验。思考题2：阅读演示实验，找出该实验中哪些量是相同的？哪些量是不相同的？物理学中采取了怎样的实验探究方法？思考题3：为何让两电阻丝串联？（演示）你将观察到什么现象？说明什么问题？板书：实验表明：在电流，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 说明电流通过导体产生的热量与电阻有关。思考题4：电流通过导体（镍烙合金丝）产生的热量是否与电电流的大小有关呢？应该控制哪些量不变？又将观察到什么现象？说明了什么问题？板书：实验表明：在通电时间一定，电阻相同的情况下，通过的电流越大，镍烙合金丝产生的热量越多。 说明电流通过导体产生的热量与电流的大小有关。探究：电流通过导体（镍烙合金丝）产生的热量是否与通电时间有关呢？如何设计实验？（演示实验）板书：实验表明：在电流、电阻相同的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多. 说明电流通过导体产生的热量与通电时间有关。板书：二、焦耳定律：英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：板书： 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，这个规律叫做焦耳定律. 关于焦耳的介绍：P133板书：焦耳定律可以用下面的公式表示：1、公式 ：Q=I2Rt 单位：焦耳（J）2、公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆()，通过的时间t的单位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳（J）.3、意义：表示电流通过用电器有多少电能转化为热能。注意： （1）、电流通过导体时，如果电能全部转化为热能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能（电功）W ， 即Q W UIt 可见，在一定的条件下，根据电功公式W UIt和欧姆定律公式U =IR推导出焦耳定律公式。即Q=W =UIt = IRIt = I2Rt （2）、应用焦耳定律解决问题时，公式中的各物理量必须对应于同一段电路或同一个导体如果电路中存在多段电路或多个导体，必须注意它们各自的对应关系，不可“错位”4、Q=I2Rt与W=IUt的区别在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。即：W=Q纯电阻：把电能只转化为热能在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中部分转发为热能的能量即：WQ板书：三、电热器：利用电流的热效应制成的加热设备。1、电热器的主要组成部分：发热体2、发热体一般由电阻率大、熔点高的金属丝绕在绝缘材料上做成的。因为根据焦耳定律可知，电阻越大，电流产生的热量越多。同时，为了使电阻丝在很高的温度下不致熔化，应选用熔点高的材料。板书：四、电热的利用和防止 电热可以给人们的生活带来方便，也可以给人们带来危害。因此使用电热器时，一方面要利用其方便，另一方面要防止其危害，利用电热的用电器有电炉、电烫斗、电烙铁、电饭锅、电烤箱等。防止电热的危害，就是要防止电流过大烧坏灯丝、烧坏电流表、烧坏保险丝等后果。 比如：电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热。电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，也是为了降温。习题：1、某电热器接在220V的电源上，它的电阻是55欧，通电10分钟产生多少热量？解：先利用欧姆定律计算出通过电热器的电流，再用焦耳定律公式计算电流产生的热量。I = U/R = 220V/55=4 AQ=I2Rt =（4A）255600S = 528000J习题2：为什么电炉丝通过铜导线接到电路中， 炉丝热得发红，铜导线却不怎么热？解析：因为电炉与铜导线串联，通过电炉与铜导线的电流一定大小相等，通电时间也相等。但铜导线的电阻远小于电炉丝的电阻，根据焦耳定律Q=I2Rt，电流在铜导线上产生的热量也远小于电炉丝产生的热量。所以电炉丝热得发红。提高训练1、“220V 1000W”的电动机其线圈电阻为4欧，当它正常工作时通电1小时产生的热量是多少焦耳？2.有三个用电器，其中一个为“220V，60W”的电风扇，一个为“220V，60W”的白炽灯，另一个是“220V，60W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是 A.电风扇最多. B.白炽灯最多.C.电热器最多. D.都一样. 3.一只“220V，800W”的电饭锅，接在照明电路中，求：(1)电饭锅正常工作时的电流.(2)电饭锅工作时的电阻.(3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？