沪科版九年级物理全册教案：第十六章第四节科学探究：电流的热效应

1、教育资源第四节科学探究：电流的热效应【学习目标】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Q=W成立的条件.U4 .应用Q=I2Rt和I=R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：Q=I2Rt.3.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

2、做的功，即Q=W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

3、。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(馍烙合金丝)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，馍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。

4、探究：电流通过导体（银烙合金丝）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

5、欧姆（）,通过的时间t的单位要用秒这样，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=

6、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：W>Q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

7、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、烧教育资源教育资源坏电流表、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/55Q=4AQ=I2Rt=(4A)2X55QX600S=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、“220V1000W'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