第十六章第4节 科学探究：电流的热效应 -2023-2024学年沪科版物理九年级上学期

第十六章 电流做功与电功率 第4节 科学探究：电流的热效应 一、教学目标 1.知道电流的热效应。  2.通过探究，知道电热与哪些因素有关，知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。 3.知道焦耳定律内容、公式及适用范围。  二、教学重难点 重点：电流的热效应与哪些因素有关。 难点：培养学学生科学的探究能力。 三、教学过程 【新课导入】 [情境导入]课件展示图片 [提出问题]小时候，听见楼梯的脚步声，赶紧关了电视，假装写作业。但是妈妈一摸电视后面发热。就知道你有没有说谎。这是为什么呢？ 学了这节内容,问题便会迎刃而解，板书课题第十六章 电流做功与电功率 第4节 科学探究：电流的热效应 【新知探究】 （一）电流的热效应 [课件展示] [提出问题] 他们的能量转化是怎样的呢？ [学生回答] 电能转化为动能 [教师讲解] 在物理学中: 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 [特别提醒] 电流的热效应实质上就是电能转化为内能。 [课件展示] （2） 探究电流产生的热量与那些因素有关 [提出问题] 灯泡通电后，在刚开始通电不是很热，可过了一会就很热，为什么？ 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？ 电饭锅通电后为什么必须按下加热（煮饭）按钮开关才能煮熟饭？ [课件展示] [学生猜想] 与时间、电阻、电流大小有关系 [提出问题] （1）当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？ （2）电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？ [交流讨论]学生讨论得出结论：当一个物理量被猜测与其他多个因素有关，应该采用控制变量法，对于电流通过导体产生的热量看不见摸不着，利用转换法的思想来，就是通过温度计升高的示数来显示电流产生热量的多少。 [实验目的]探究电流产生的热量与通电时间是否有关 [实验设计] 要探究电流产生的热量与通电时间是否有关，应控制电流、电阻不变，改变通电时间。 实验电路图 [连接实物图] [实验步骤] (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流大小不变。 （3）记录实验数据，并填写到设计好的表格中。 [记录数据] [实验结论] 在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多 [实验目的]探究电流产生的热量与电流大小是否有关 [实验设计] 要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，应控制通电时间、电阻不变，改变电流大小。 [实验电路图] 实验实物图 [实验步骤] (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)闭合开关，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.2A不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。 (3)取质量、初温都与上述实验相同的煤油，实验电路也与上述实验相同，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.4A不变，每隔1min 记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。 [记录数据] [实验结论] 在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多 [实验目的]探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 [实验设计] 要探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，应控制通电时间、电流大小不变，改变电阻大小。 [实验电路图] 实验实物图 [实验步骤] (1)按照设计好的电路图连接电路; (2)闭合开关，保持电路中的电流大小不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。 记录数据： [实验结论] 在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 （3） 焦耳定律 总结：热量与电流、电阻和通电时间有关 [过渡] 通过实验我们可以知道，电流产生的热量与充电时间电流大小和电阻的大小有关系，在历史上，英国物理学家焦耳，做了大量的实验，探究电流产生的热量跟电流大小，导体的电阻以及通电时间的关系，最终他于1840年最终发现了焦耳定律。 [学生齐读] 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。 [特别提醒] 想一想：W和Q的关系 1、当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即： Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 电能转化为内能+机械能 　　W＞Q热 【课堂小结】 一、电流的热效应 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应 2、 电流产生的热量与哪些因素有关 通电时间 电流大小 电阻大小 三、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。 【课堂训练】 1．（2022•西城