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视频标签：探究电流的热效应,焦耳定律
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视频课题：初中物理沪科版九年级第十六章第四节科学探究电流的热效应《焦耳定律》-重庆
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初中物理沪科版九年级第十六章第四节科学探究电流的热效应-重庆市綦江中学
教学目标
(一)知识与技能
1.知道电流的热效应.
2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。
3.了解生产和生活中如何利用电流的热效应来为人类服务,了解电流热效应带来的危害及防止的措施。
4.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用。
(二)过程与方法
1、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”培养学生设计记录表格、进行实验收集数据、分析数据得出结论等科学探究能力。
2、通过实验探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”,进一步学习控制变量法的科学研究方法,体会替代的研究思想。
3、通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。
4、通过学习电流热效应的应用实例和危害的防止措施,培养学生将所学知识应用于实际的能力。
(三)情感态度价值观
1、通过经历科学探究的过程,使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值;
2、通过对所学知识的应用,体会物理知识来源于生活,服务于社会的理念。
3、通过了解物理学家焦耳的事迹,培养学生不懈追求的科研创新精神,激发学生热爱科学的情感。
2学情分析
学生刚刚经过电功率复杂的学习过程,虽然非常扎实的掌握了电学的知识,但对电学的学习已经处于疲惫状态,本节的教学要不断激发学生的学习兴趣,重新唤起学生学习的热情。
3重点难点
教学重点:通过实验探究电流热效应跟电流和电阻大小的关系。
教学难点: 组织指导学生在探究过程中认真观察、分析,并得出正确结论。
4教学过程
4.1第一学时教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 创设情景，引入新课 问题与猜想 制定计划 实验探究 分析与结论 焦耳定律 当堂练习 前后呼应 辨析电功和电热 小组讨论 电流的热效应的利益和防止其危害 小 结 课后作业 观看电焊视频 温故而知新： 1、电流做功的过程是电能转化为_____________的过程 2、电吹风吹热风时，是将电能转化为了什么能量？ 教师板书：16－4电流的热效应 一、电流的热效应（看书P129） 1、什么是电流的热效应？ 2、除热效应之外还有什么效应？ 展示电烙铁图片 师：电流的三大效应：化学效应、磁效应、热效应 观看视频：现象1：插线板的电线会冒烟。 演示实验：现象2：电炉丝热的发红，而导线却感觉不到发热。 师：根据此现象，你能提出什么值得本节课探究的问题？ 教师板书：提出问题：电流产生的热量与哪些因素有关？ 师：你猜想电流产生的热量与哪些因素有关？ 师：由欧姆定律知U 、I、R三者有关系，所以只要研究两个物理量就行了 板书：Q与I、R和t有关？ 板书：实验方法？ 要想探究Q 与R 的关系时，你准备如何设计实验来探究？ 交流与讨论 要想探究Q 与I 的关系时，你准备如何设计实验来探究？ 要想探究Q 与t 的关系时，你准备如何设计实验来探究？ 交流与讨论：我们没有直接测量热量的工具，那如何知道电流产生热量的多少？ 师：用了什么物理研究方法？ 演示实验（用焦耳定律演示器） 师：R和t不变时， 师：I和t不变时， 师：I和R不变时， 师：综合上面三次实验，可得出什么结论？ 师：焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。即焦耳定律。 二、焦耳定律 1、内容：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、公式： Q = I 2Rt 师：每个字母代表的意义和单位分别是什么？ 【练习1】：某电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？ 【练习2】： 两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_______； 若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。 师：为什么接插线板的电线会冒烟？ 师：为什么电炉丝热的发红，而导线却感觉不到发热？ 师：如果电流做的功全部转化为内能（纯电阻电路），你认为电功和电热有什么关系？ 师：如果电流做的功没有全部转化为内能（非纯电阻电路，如：电动机） ，你认为电功和电热有什么关系？ 练习：一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：1）消耗的电能W 2）产生的热量Q 3）动能是多少 师：额定电压相同的灯泡，额定功率越大(如220V－100W,220V－25W)，电阻越小，正常工作时单位时间内生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事 想想议议 动脑筋：小明学习了焦耳定律后，想到了其中有这样一句话“电流通过导体时产生的热量……，跟导体的电阻成正比，……”小明想：如果让电炉在一定时间里放出更多的热量，应增大电阻丝的电阻。他的想法对吗？为什么？ 三、电热的利用和防止 师：电流的热效应是好事还是坏事？ 师：电热器的优点有哪些？ 师：这节课你有什么收获？ 巩固练习：1、如图所示，a、b相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别 为R1和R2，且R1＜R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上 升较快的是( ) A. a容器中的水 B. b容器中的水 C. a、b容器中的水温上升的快慢一样 D.无法判断 2、为了研究温度对种子发芽的影响,课外活动小组要做一只电烘箱,要求在10min内产生6×104J的热量,接用的是家庭电路,请计算一下这只电烘箱电热丝的电阻是多少 3、如图所示，电源电压220伏，R是电烙铁，标有“220V，40W”字样；L是电灯泡，标有“PZ220—40”字样.当开关S闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是______焦，当开关S断开时，电烙铁的实际功率是__瓦；开关S断 开后，整个电路工作__小时消耗1千瓦电能. 4、CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W．（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？（2）电热丝R0的阻值多大？（3）当电饭煲在正常焖饭、 生：其他形式的能 生：将电能转化为内能和机械能 生：电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应 生：光效应、化学效应、磁效应、热效应 生：电流产生的热量与哪些因素有关？ 生：Q与U 、I、R和t有关？ 生：控制变量法 生：控制R和t不变 生：控制R和I不变 生：转换法。通过观察液柱的变化就知道电流产生热量的多少 生：I越大，Q越大 生：R越大，Q越大 生：t越大，Q越大 生：I越大，R越大，t越大，Q越大 生：Q代表热量，单位 是焦耳（J） 生：I代表电流，单位是 安培（A） 生：R代表电阻，单位是欧姆（Ω） 生：t代表时间，单位是 秒（S） 解：Q= I2Rt=(1A)2 × 2Ω × 60S=120J 生：4︰3 1︰9 生：R、t 不变时，I 越大Q 越大。 生： I、t 不变时， R越大Q 越大。 生：Q ＝ W Q ＝ W =U I t ＝ I2Rt 生：电功W＝U I t 电热 Q =I2Rt W＞Q 即： W＝Q+W机 生： 1 ）W＝UIt＝380V×10A×1S＝3800J 2 ）Q＝I2Rt＝（10 A）2 ×2Ω ×1S＝200J 3）W动= W–Q= 3800J －200J=3600J 生：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同； 而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。 生：不对，这时因电压不变，增大电阻会减小电流，而电热与电流的平方成正比，影响因素更大，故增大电阻，电热反而少了。 生：利用电热孵化器孵小鸡、用来加热等等。但电热也会造成火灾等 生：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 生：基本知识：…….. 生：物理方法：…….. 生：B 创设问题情境，激发学生求知欲。 体现了从生活走向物理，同时让学生体会电流的热效应。 创设猜想的情境为学生顺利猜想作好铺垫 让学生经历假定的过程。使假设（猜想）有科学性、推测性、检测性、创造性。使学生根据已有事实、知识对假定的合理性进行解释。 增强实验设计中的学生自主学习，使整个活动更贴近科学探索实际 通过总结既培养了学生的分析归纳能力， 同时也锻炼学生语言表达能力 前后呼应， 解释原因 通过应用实例，使学生体会物理与生活的紧密联系。
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