資源簡介

第四節　科學探究:電流的熱效應
【2022年版課標要求】
1.通過實驗,了解焦耳定律。
2.能用焦耳定律說明生產生活中的有關現象。
【重點難點】
重點:探究電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系,焦耳定律的內容、公式及其應用。
難點:焦耳定律公式的適用條件、電功與電熱的關系推導。
【教學準備】
教師準備:多媒體課件、學生電源、滑動變阻器、電流表、開關、質量相等的煤油、阻值不等的電阻絲、溫度計、導線等。
學生準備:學生電源、滑動變阻器、電流表、開關、質量相等的煤油、阻值不等的電阻絲、溫度計、導線等(學生分組實驗,6人一組,共分8個小組)。
【教學設計】
【情境引入】
給電爐通電,過一段時間之后,電爐熱得發紅,而跟電爐串聯的導線卻不怎么熱,這是怎么回事呢
【新課教學】
一、電流的熱效應
想一想,電爐、電焊、電飯鍋等家用電器是怎樣工作的呢
電流的熱效應:電流通過導體時電能轉化為內能的現象。
實驗探究:電流產生的熱量與哪些因素有關
提出問題:電流產生的熱量跟哪些因素有關呢
進行猜想　提出假設:電流產生的熱量可能與電流的大小、導體電阻的大小以及通電時間的長短有關,這個猜想是否正確呢
設計實驗　驗證假設:在三個因素中先固定兩個因素,改變第三個因素,觀察導體放出的熱量與這個因素有什么關系,這種方法叫作控制變量法。
如圖所示,在燒瓶甲、乙中盛等量的煤油,溫度計顯示煤油的溫度。燒瓶甲中是銅絲,電阻較小,燒瓶乙中是鎳鉻合金絲,電阻較大。兩瓶中金屬絲串聯起來接到電源上。
(1)電流和通電時間相同時,觀察哪個瓶中的煤油溫度上升得多,從中得出什么結論
(2)通電時間和電阻相同時,觀察哪個瓶中的煤油溫度上升得多,從中得出什么結論
歸納總結　得出結論:
(1)在通電電流和通電時間相同的條件下,電阻越大,電流產生的熱量越多。
(2)在電阻和通電時間相同的條件下,電流越大,電流產生的熱量越多。
(3)在通電電流和電阻相同的條件下,通電時間越長,電流產生的熱量越多。
說明:
(1)電流產生的熱量與電阻、電流和通電時間有關,在探究電流產生的熱量與這些因素的關系時,應該用控制變量法來設計實驗方案、分析實驗數據、表述實驗結論。
(2)實驗中,用溫度計的示數大小表示電阻放出熱量的多少,這種研究問題的方法就是轉化法。
二、焦耳定律
1.內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。
2.公式:Q=I2Rt。
3.單位: J;1 J=1 A2· Ω·s。
說明:
(1)焦耳定律的推導。
電流通過導體時,如果電能全部轉化為內能,而沒有同時轉化為其他形式的能量,那么,電流產生的熱量Q就等于消耗的電能W,即Q=W=UIt。
根據歐姆定律可知U=IR,用IR換下U,就得到Q=I2Rt。
(2)防止電熱帶來危害的措施是:用電器后蓋設置散熱窗、用電器中安裝小風扇等。
【課堂小結】
本節課我們學習了如下知識:
1.電流的熱效應。
2.焦耳定律。
3.電熱的利用及防止。
布置作業
課本P133~134作業
課本P134~136本章練習
【板書設計】
第四節　科學探究:電流的熱效應
一、電流的熱效應
二、焦耳定律
Q=I2Rt
Q——熱量——焦耳(J)
I——電流——安培(A)
R——電阻——歐姆(Ω)
t——時間——秒(s)
三、電熱的利用和防止

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