探究电热和电阻关系实验

1、探究电热和电阻的关系一、教学内容分析本节内容安排在电功和电能、电功率之后，教科书从学生生活中熟悉的用电器入手，使学生认识到电和热有着密不可分的联系。通过实验说明电流的热效应与电阻、电流、通电时间都有关系，并指出英国科学家焦耳在大量实验的基础上，于1840年得出了焦耳定律。教科书启发学生从实验和理论两方面来研究物理问题，加深学生对焦耳定律的认识。对于电流热效应的利用和危害，教科书从生活实际出发，通过实例加以说明。通过实验操作，经历探究升高的温度与电阻的关系的实验过程，体会控制变量法的应用。通过测量或比较热量多少的过程，体会能量的转移和转化思想在物理研究中的重要作用。本节课包括电流的热效应现象，定

2、量研究电热和电阻的关系。学习本课内容必备的知识：物体吸收热量公式Q吸=cmt。本节课是分析电路中的热现象产生原因的基础，也是计算电流通过导体产生热量多少的基础。本节课属于规律课。二、学生情况分析学生已经学习过欧姆定律、电功和电能、电功率等基础知识，在本节课中进一步了解用电器能把电能转换为内能。在科学探究的过程中，能做到有根据的猜想，具有控制变量的意识，具有设计实验、实施探究活动的能力。根据生活经验，学生可以认识到生活中的用电器在工作时都伴随着发热的现象，但并不了解电流产生热量的多少及其影响因素。学生已有的生活经验：知道用电器在工作时会发热；知道生活中的电热器能够给水等液体加热。学生缺乏的生活经

3、验：不知道热量的测量的方法。与教学内容矛盾的经验：认为温度就是热量，温度越高热量越多难点1、电热的测量： 难点产生的原因：关于电热的测量方法有很多如（1）对气体加热使液柱上升的装置。 （2）利用电阻丝给煤油加热的装置。第一种装置通过U型管液面高度差的多少来反映电阻放出热量的多少，第二种装置通过温度计温度变化量来反应电阻放热的多少。以上两种装置存在的问题有：只能定性研究、不能做定量研究。结合第二种装置进行改进，用阻值不同的定值电阻6个组成串联电路，电流相同；闭合开关后六个电阻丝同时通电，做到通电时间相同。通过用电阻丝给水加热，用水来吸收电阻丝放出的热量。电阻丝放出的热量就等于水吸收的热量Q放=Q

4、吸）。水吸收的热量利用公式Q吸=CMT,水的比热容已知只需测量水的质量和温度的变化量就可以计算出水吸收热量得多少了。学习检测:1图2所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是电饭锅图2笔记本电脑电视机电风扇A B C D2、一根阻值为100的电阻丝通电1min，通过的电流是0.2A，则电流产生的热量为多少J3如图19所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10的电阻丝R1和阻值为5的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟

5、电阻阻值大小有关”。小新的主要实验过程如下：将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5。闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数为0.3A。通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数40，断开开关。用图19所示的装置乙替换电路中的装置甲，将电阻箱的阻值调为10。闭合开关，同时按下停表开始计时，观察电流表示数仍为0.3A。当温度计示数为40时，停止计时，读出通电时间5min，记录数据，断开开关。于是小新认为“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。请根据以上叙述回答下列问题：（1）小新实验过程中存在的问题： 。（2）请你针对小新实验过

6、程中存在的问题，写出改进措施： 。甲乙温度计接线柱R1R2温度计接线柱图19难点2、探究电热和电阻的实验用电阻丝分别给六杯等质量的水加热，质量应控制在80克，电压为24V。为了减少热量的散失实验中使用双层玻璃杯，实验中测温应用电子温度计，实验误差小。通电一段时间后，断开开关。给六根电阻丝同时断电，读取水的末温，为了使杯内的水受热均匀，轻轻晃动水杯，待温度计的示数稳定后读取水的末温。处理实验数据：常用的方法是用笔计算出温度的变化量，通过建立平面直角坐标系，描点画图，做出温度变化量和电阻关系的图像，得出结论 。我采用的是通过EXCEL表格的方法，利用公式计算出温度变化量，在对数据点进行拟合，画出图

7、像。通过图像得出当电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与导体的电阻成正比。学习检测：1下列家用电器中，利用电流热效应工作的是A笔记本电脑 B电冰箱 C电风扇 D电暖器2小明猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。为了验证猜想，他准备好三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝（RARBRC），浸在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图25甲所示。然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图25甲中的烧瓶、导线连成如图25乙所示的电路。接下来小明进行了如下操作：a. 闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为I，记录相关数据。b. 断开开关，用烧瓶替换下烧瓶，闭合开关，记录相关数据。c. 断开开关，用烧瓶替换下烧瓶，闭合开关，记录相关数据。请你分析并回答下列问题：（1）在小明设计的探究实验中，自变量是 ；（2）小华认为小明的实验操作不能验证他的猜想。其理由是： 。图25甲RBRCRARA乙 3实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，如图18所示。另外，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“保持电阻阻值