13.3 电流的热效应 教学设计 2025-2026学年 北师大版九年级全一册物理

该初中物理教学设计围绕“电流的热效应”展开，通过电驱蚊器、电取暖器等生活实例导入，引导学生分析电能转化为内能的过程，建立生活现象与物理观念的联系，梳理电流热效应、焦耳定律及影响因素的知识脉络。 突出科学探究与科学思维培养，采用控制变量法和转化法（煤油升温液柱上升反映热量）设计实验，结合实验视频辅助理解，引导学生自主猜想、动手操作、总结结论。通过讨论电热利与弊及防护措施渗透科学态度与责任，丰富例题与练习提升应用能力，资源丰富且可操作性强，助力教师高效教学。

13.3 电流的热效应 教学设计 课题 13.3 电流的热效应 单元 13 学科 物理 年级 九 学习 目标 1、熟悉常用的电热器，知道电热器是利用电流热效应工作的 2、理解电流通过导体发出的热量跟哪些因素有关，理解焦耳定律 3、学会运焦耳定律进行简单的计算 重点 探究电流通过导体发出的热量跟哪些因素有关，理解焦耳定律 难点 探究电流通过导体发出的热量跟哪些因素有关，理解焦耳定律 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 在生活中，常常需要用电产生热来为我们服务，你知道哪些用电器是利用电热来工作的吗？ 出示图片：夏天，使用的电驱蚊器；冬天，使用的电取暖器；电炉 使用这些用电器时，电能会转化为哪些能量？ 使用这些用电器时，电能会转化为热能 今天我们就来学习常用的电热器 学生讨论回答利用电热来工作的用电器 引出本节课题常用的电热器 讲授新课 一、电流的热效应 1、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、电流热效应的实质：从能量的转化看，电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。 许多用电器接通电源后，都伴有热现象发生。 3、电热器:利用热效应来工作的用电器。 出示图片 主要元件是发热体，由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成的 思考讨论1： 你能列举出哪些利用电流热效应工作的用电器？ 出示图片 教师总结：电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲、电热水器、电烘箱、热的快、电取暖器 思考讨论2：电流的热效应有什么利和弊？ 教师总结：优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度 缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化，甚至会 烧毁绝缘层而引发火灾； ②同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。 思考讨论3：为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取什么措施吗？ 出示图片 教师总结：电视机加散热窗,计算机、电动机等还要加风扇来散热。 活动 二、探究：电流产生的热量与什么因素有关 1、猜想与假设 (1)可能与导体电阻的大小有关，R越大，Q越大。 (2)可能与电流的大小有关，I 越大，Q越大。 (3)可能与通电时间的长短有关，t 越大，Q越大。 2、实验方法：控制变量法、转化法。 3、实验器材：煤油、电阻丝R甲<R乙、烧瓶上插有玻璃管（或温度计）、开关、电流表、滑动变阻器、电源、导线、计时器。 出示图片 思考：反映电器产热的大小利用什么方法？ 转化法，液体受热升温而膨胀即玻璃管中液柱上升高的产生热量多。 实验一：研究电热器电阻的大小对产生热量的影响 1、设计实验：控制变量法 研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制电流和通电时间不变，则可以让两个阻值不同的电阻串联后接入电路。 2、实验步骤 （1）将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。 （2）闭合开关，记下电流表的读数：（0.45A） （3）经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。 探究电阻对发热的影响视频 （4）比较2根玻璃管内液面上升的高度发现:当电流相等，通电时间相同时，电阻大的，液柱升高的多。 3、结论 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。 实验二：探究电流产生的热量与电流是否有关 1、设计实验：控制变量法 要研究电流大小对产生热量的影响,应该控制电阻和通电时间不变，改变电流。 2、实验步骤：（1）、如图所示，在烧瓶中盛等量的煤油，烧瓶中电阻丝的电阻相同，两瓶中金属丝分别接到两节电池电池组和四节电池的电池组的电源上。 出示图片 （2） ．闭合开关经过相同的一段时间比较玻璃管内液面的位置。 探究电流对发热的影响视频 3．结论：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。 显然，通电的时间越长，电流产生的热量就越多。 实验结论 ①在相等的时间内，当电流相等时，电阻越大，电流产生热越多。 ②在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，电流产生热越多。 ③通电时间越长，电流产生的热量就越多 三、焦耳定律 1、焦耳定律： 进一步的实验可以得出：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。 这个规律叫做焦耳定律，它最先是由英国科学家焦耳发现的。 2.公式：Q=I2Rt 电流的单位是安(A)，电阻R的单位是欧(Ω)，时间t的单位是秒(s)。 3. 热量Q的单位是焦(J) 1J=1A2•Ω•s。 思考与讨论1： 参考答案：电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能？ 电吹风机工作时电能转化成热能和机械能 电熨斗工作时电能全部转化成内能， 电熨斗工作时可以认为是将电能全部转化成了内能。 思考与讨论2：电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热即：Q=W你能推导出焦耳定律吗？ 若电流做的功全部用来产生热量 即:Q = W，又∵W = UIt 根据欧姆定律U = IR ∴Q = W = UIt = I2Rt 例题：如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关 S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直 到烧开；当自动开关 S 断开时，电饭锅处于保温状态。图中 R2 是加热用的电热丝，阻值为 55 欧；R1 是电阻，阻值为 145 欧。试求 : （1）在加热状态下，电饭锅正常工作 30分钟产生多少热量？ （2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？ 解：（1）在加热状态下，开关 S 接通，电路中只接入电热丝R2 ，因此通过R2 的电流： 根据焦耳定律，R2 上产生的热量： Q= I2Rt=(4安)2 × 55欧× 30×60秒=1.584×106焦 （2）在保温状态下，开关 S 断开，电阻 R1 与电热丝 R2 相串联，假设此时电路中的电流为 I′，根据串联电路的电压特点：U=U1 +U2 =I’R1 +I’R2 电饭锅消耗的功率：P′=U I′=220 伏 ×1.1 安 =242 瓦 答：（1） 电饭锅正常工作 30 分钟产生的热量为 1.584×106 焦。 （2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率为 242 瓦。 思考与讨论1：上面这个问题还可以用什么方法来求解？ （1）算出电流后，R2 上产生的热量： Q=W=UIt=220V× 4安焦× 30×60秒=1.584×106焦 （2）电饭锅消耗的功率: 思考与讨论2：电能全部转化为热能时，计算焦耳热时的公式有哪些，电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么？ 1、电能全部转化为热能时，计算焦耳热时: Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/t 2、电能没有全部转化为热能时， Q=12Rt 此时Q <W=Pt=Ult=U2R/t 纯电阻电路中，电流做多少功，就是将多少电能转化成内能。 课堂练习 1、电流通过导体产生的热量,跟_______成正比,跟________成正比,跟_________成正比。这个规律叫做焦耳定律,表达式为________。 【答案】电流的二次方;导体的电阻;通电时间;Q=I2Rt 2、一个电炉接在照明电路上,通过的电流是4 A,则它的功率是________kW,它在1 min内可放出的热量是_________. 【答案】0.88　5.28×104 J 3、电视机外壳的散热窗,计算机的散热风扇,电冰箱放置时机身背面与墙壁保持一定的距离,这些都是为了防止_________带来的危害. 【答案】电热 4、下列用电器中,没有利用电流的热效应工作的是 (　　) A. 电暖气 B. 电风扇 C. 电熨斗 D. 电饭锅 【答案】B 5、甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电流之比是(　　) A. 2∶3 B. 2∶1 C. 9∶2 D. 3∶2 【答案】A 拓展提高 1、假如在照明电路中接入大功率的空调器,电线将明显地发热,这是为什么? 答:照明电路的　　　　不变,根据_______可知,在照明电路里接入大功率的空调器,电线中的电流将变大,电线的________不变.根据____________可知,电流通过电线时,电能转化为热能时的功率将变大,所以电线将明显地发热. 【答案】 电压　P=IU　电阻　焦耳定律(或Q=I2Rt) 2、已知一台直流电动机两端的电压为6 V,通过电动机的电流为2 A,线圈的电阻为0.5 Ω。则在1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为 (　　) A. 720 J，120 J ； B. 720 J，720 J ； C. 720 J,600 J； D. 600 J,120 J 【答案】A 观察图片热得快 分组讨论 思考讨论 思考讨论防止电热的危害，采取什么措施 学生分组讨论找小组代表说出猜想结果 思考后找学生回答 阅读实验步骤并动手实验 学生观看视频 学生总结实验结论 阅读实验步骤并动手实验 学生观看视频 学生总结实验结论 阅读课文说出焦耳定律的内容公式和单位 学生思考讨论并回答 思考与讨论电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热即：Q=W推导出焦耳定律。 找学生对例题进行分析 在老师讲解后学生动手写出步骤 学生思考讨论计算焦耳热的公式 学生练习 理解电热器的主要元件 让学生掌握生活中常见的电热器 让学生正确认识电流的热效应的利与弊 考察学生对日常生活的观察能力 锻炼学生的合作交流能力 理解实验中转化法的应用 锻炼学生的动手能力 帮助学生理解实验 锻炼学生的总结能力 锻炼学生的动手能力 帮助学生理解实验 锻炼学生的总结能力 锻炼学生的自主学习能力 理解电吹风机和电熨斗在工作时的能量转化 锻炼学生灵活应用公式的能力 锻炼学生的理解能力和逻辑思维能力 规范学生的做题步骤 明确公式的应用 巩固本节知识 课堂小结 1、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。实质是电能转化为内能（热能）的过程。 2、电流产生的热量有关因素： ①在相等的时间内，当电流相等时，电阻越大，电流产生热越多。 ②在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，电流产生热越多。 ③通电时间越长，电流产生的热量就越多。 3、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。这个规律叫做焦耳定。公式：Q=I2Rt 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。 板书 一、电流的热效应 1、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、电流热效应的实质：电能转化为内能（热能）的过程 二、探究：电流产生的热量与什么因素有关 ①在相等的时间内，当电流相等时，电阻越大，电流产生热越多。 ②在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，电流产生热越多。 ③通电时间越长，电流产生的热量就越多 三、焦耳定律 1、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。这个规律叫做焦耳定律， 2.公式：Q=I2Rt www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$