16.4科学探究：电流的热效应教案2023-2024学年度沪科版物理九年级全一册

第四节　科学探究:电流的热效应 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 教学目标： 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。 教学重难点： 重点:通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关,并运用其解决简单问题。 难点:通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关,并运用其解决简单问题。 教学方法：讲授点拨法 教学课时：1 教学过程： 【新课导入】 图片导入 观察下面四个电器: (1)图中四个用电器通电时都会产生什么现象? (2)说明电流在工作过程中消耗的电能转化成了什么能? 今天我们就一起来探讨电流经过用电器时产生的热量与什么因素有关。 【课堂探究】 如图所示,电暖器在通电后,金属颜色变红,会产生热量,用来供暖,请思考讨论电流产生的热量与哪些因素有关呢? 1.电流的热效应 (1)定义:电流通过用电器时　电能转化为内能　的现象叫电流的热效应。  (2)应用:电热器是利用电流的　热效应　制成的加热设备,如:　电热水器、电炉子、电饭锅、电熨斗、电热毯　等。  2.实验探究电流产生的热量与哪些因素有关 (1)提出问题:　电流产生的热量与哪些因素有关?  (2)作出猜想:电流通过导体产生的热量的多少可能与　通电时间、电流大小、电阻大小　有关。  (3)实验方法 当一个物理量可能与多个因素有关,应用　控制变量　法去探究;在控制变量的基础上,我们通过观察比较　温度计升高的度数　来判断电流产生热量的多少,这种方法叫　转换法　。  (4)本实验中用　电流表　、　秒表(停表)　、　温度计　这些器材去测量本实验中相应的物理量。  (5)电流产生热量与通电时间关系的探究 ①根据实验实际操作情况完成教材130页数据表格; ②结论:对同一电阻丝,在电流大小不变的情况下,通电时间越长,煤油的温度越　高　,表明电流产生的热量越　多　。  (6)电流产生热量与电流大小关系的探究 ①根据实验实际操作情况完成教材131页数据表格; ②结论:对同一电阻丝,在通电时间相同的情况下,通电电流越大,煤油的温度越　高　,表明电流越大,电流产生的热量越　多　。  (7)电流产生热量与电阻大小关系的探究 ①根据实验实际操作情况完成教材132页数据表格; ②结论:在通电电流大小不变,通电时间相同的情况下,电阻越大,煤油的温度越　高　,表明电阻越大,电流产生的热量越　多　。  3.焦耳定律 阅读教材132页“焦耳定律”部分。 (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=I2Rt　,  Q表示产生的　热量　,单位是　J　;I表示通过导体的　电流　,单位是　A　;R表示　导体电阻　,单位是　Ω　;t表示　通电时间　,单位是　s　,计算时单位要统一。  (3)热量的计算 【例题】 如图所示电路中,灯泡L上标有“12 V　3 W”字样,R为定值电阻。闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.45 A。通过计算回答: (1)灯泡L的额定电流是多少? (2)定值电阻R的阻值是多少? (3)该电路工作5 min,定值电阻R产生的热量是多少焦? 解析:(1)根据公式P=UI得,灯泡L的额定电流IL===0.25 A。 (2)因R与L并联,且L正常发光,所以电源电压U=UL=UR=12 V, 通过定值电阻R的电流 IR=I-IL=0.45 A-0.25 A=0.2 A, 根据公式I=得, R===60 Ω。 (3)t=5 min=300 s,定值电阻R产生的热量 Q=Rt=(0.2 A)2×60 Ω×300 s=720 J。 答案:(1)0.25 A　(2)60 Ω　(3)720 J 板书设计 课堂检测 1.下列措施中,属于利用电流热效应工作的是(B) A.电视机的后盖有很多孔 B.电熨斗通电后发热可以熨平衣物 C.与空调相连的导线很粗 D.电脑的主机中安装微型风扇 2.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为 380 V,线圈电阻为2 Ω,线圈中电流为10 A。这台电动机正常工作1 s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则(A) A.W=3 800 J,Q=200 J B.W=3 800 J,Q=3 800 J C.W=72 200 J,Q=200 J D.W=72 200 J,Q=3 800 J 3.下列电路中,已知R1,R2为加热电阻,电源电压相等,且R1<R2,则在相同的时间内,整个电路产生的电热最少的是(B) 4.电阻R1=20 Ω和电阻R2=30 Ω串联在电路中,经过一段时间它们产生的热量之比为(C) A.1∶1 B