16.4 科学探究：电流的热效应 教案 ---2023-2024学年沪科版物理九年级全册

16.4 科学探究：电流的热效应 教学目标 1.知道并会探究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。 2.掌握焦耳定律的内容及其数学表达式。 核心素养 实践创新 1.劳动意识：通过实验探究，知道电流产生的热量与通电时间、电流、电阻的定性关系; 2.技术运用：通过对科学家焦耳的生平及科研成果的介绍，以激励学生学习科学家执着研究的精神，并理解焦耳定律内容及表达式 教学重难点 了解电功与电热的关系。 教学过程 一、导入新课 电流的热效应 电路通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 问题与思考 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？ 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？ 实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关 猜想与假设 跟电阻有关 跟电流有关 跟电流有关 实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关 实验方法 （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？ 控制变量法 （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？ 转换法 探究电流产生热量的多少与哪些因素有关 猜想：电流产生的热量与通过导体的电流大小、电阻大小、通电时间有关 1）实验探究方法：控制变量法 2）根据下列所给的器材设计实验电路图来完成所探究的实验 3）设计方案 ①控制电阻大小与通电时间相同，改变电流大小，探究电流产生的热量与电流大小的关系 ②控制电流大小与电阻大小相同，改变通电时间，探究电流产生的热量与通电时间的关系 ③控制电流大小与通电时间相同，改变电阻大小，探究电流产生的热量与电阻大小的关系 实验数据 结论：电流通过导体产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间有关；电流越大，电阻越大，通电时间越长，电流产生的热量越多 二、新知探究 焦耳定律 总结：热量与电流、电阻和通电时间的公式 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。 Q = IRt  Q的单位：J I的单位：A R的单位：Ω t的单位：s 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 = IRt 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→内能+机械能 W＞Q 电流热效应的应用与控制 1、电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 优点：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。 2、电热的防止 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 电热器的优点: 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。 3．电热的危害 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 解释现象 现象一、灯泡在刚开始通电不是很热,可过了一会就很热 现象二、通电后电阻丝热的发红而电源线温度没有太大的变化 现象三、家里的用电器不能无限度的接入，过多的 接入会引起保险丝烧断或跳闸现象 现象四、电视机，收音机，电脑等家用电热器放置一段时间后，要通电，这是利用（电热）来驱潮。 现象五、电视机外壳的散热窗，计算机的散热扇，电冰箱放置时后背面与墙壁保持一定的距离。这是都因为为了防止（电热）带来的危害。 三、课堂小结 1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。 2.电热器：利用电流的热效应工作的用电器。 3.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。 公式：Q=IRt。 学科网（北京）股份有限公司 $$