2023学年度 教案电功率电与热

第八章电功率第四课时电与热石家庄市元氏外国语学校张瑞雪教材分析：本节内容是电功率一章的重要内容，主要包括电流的热效应、焦耳定律和电热的利用和防止三方面的内容。本节是电学知识和生活实际联系密切的一节，也是对科学探究能力要求较高的一节。本节中的探究电流的热效应与哪些内容有关的实验是电学中的一个重点实验，实验难度较大，但做好这个实验，对培养学生的科学探究能力具有重要意义。学情分析：学生好奇并且动手能力欲望高，通过学生的动手实验，极大地调动学生的学习热情。教学目标：一知识与技能：1．电流的热效应，知道焦耳定律。2．电热的利用和防止。二过程与方法：通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。三情感态度与价值观：1．通过学习电热的利用和危害，学会辩证地看待问题。2．通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识。教学重点：通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。教学难点：通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。教学设计：导入新课：教师讲故事：周六，小明在家看电视，忽然听到爸爸的脚步声，他赶紧关上电视，写起了作业，爸爸进屋后发现小明认真写作业，很高兴，但后来爸爸却知道了小明刚才看了电视。问题：你知道小明的爸爸是怎样判断的吗？学生回答：（用手摸电视机的外壳），自然地引出了课题。推进新课：一、电流的热效应展示图片，讨论总结使用这些用电器时，热量是从哪里来的？在学生讨论的基础上由学生总结上述图片可得到的知识：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。二、焦耳定律1．提出问题：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？换句话说，电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？学生讨论2．猜想（1）可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多，（2）可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的导线却不太热。（3）可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。电流、电压、电阻三个量之间是有联系的，明确了两个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了。3．设计实验应采用控制变量的方法实验（1）：两个烧瓶中盛着等量的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶中插入不同的金属丝串联起来接到电源上，以保证两段金属丝的电流相同，通电一段时间后，通过比较两瓶中煤油的温度变化来比较产生的热。实验（2）：在通电时间相同的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流，观察什么情况下产生的热多。4．进行实验实验（1）：探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。实验装置，如图：实验数据记录表格：A瓶中的数据：铜丝（电阻小）时间t/min0123456温度T/℃B瓶中的数据：镍铬合金丝（电阻大）时间t/min0123456温度T/℃学生实验，分析现象得到结论：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。实验（2）探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。学生自己动手实验，自己设计表格，分析现象。结论：实验表明，在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流大时，镍铬合金丝产生的热量多。5．分析总结，得出规律引导学生分析实验结论，综合得出焦耳定律。通过刚才的实验我们知道通电后产生的热量和电阻、通过的电流、通电时间有关系。具体的数量关系是怎么样的？物理学家焦耳在1840年就确定了它们的关系，也就是著名的焦耳定律。焦耳定律：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。公式：Q=I2Rt注意：定律中，在说到两个物理量“成正比”“成反比”的时候，一定要注意条件：关系式中其他物理量的大小保持不变。6．理论推导，加深理解教师引导学生利用前面学过的知识推导焦耳定律，同时板书。若消耗的电能全部用来产生热量，即Q=W又因W=Pt=UIt据欧姆定律：U=IR所以Q=W=UIt=I2Rt说明：焦耳定律适用于任何用电器产生的热量的计算，对于只存在电流的热效应的电路，也可用公式Q=W=Uit=Pt=U2t/R来计算热量。7．学以致用，解决问题问：学过了焦耳定律，你能回答刚才提出的关于电炉丝为什么很热而导线不热的问题了吗？学生思考讨论后回答。解答：导线与电炉丝串联接以电路中，通过的电流相同，由于导线的电阻小，电炉丝的电阻大，根据Q=I2Rt可知，电炉丝的热功率大（或电炉丝产生的热量多），所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？教师引导学生分析，演算，要求一名学生板演。三、电热的利用和防止学生活动：议一议电热的利与弊。在学生充分发言后，教师作总结和引申。同学们知道了利用电热的好处，但有些时候，有些地方的电热我们是不需要的，还要设法防止。教师引导学生着重注意以下内容：将电器置于通风良好处，勿使电器淋雨或受潮，长期不用的电器隔一段时间应该通电一次。课堂总结：1．认识了什么是电流的热效应2．通过探究知道了焦耳定律3．了解了电热的利用和防止。教学反思：本节课的设计突出体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学探究和激发学习兴趣，大力培养学生良好的思维习惯。本节结合学生实际和课程标准的要求进行设计，通过学生的观察和生活经验，创设学习情境，提出问题，引导学生分析