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1、 北师大版九年级物理全册导学设计：13.4 电流的热效应 第 2 页 四、 电流的热效应 教材解读 本节课从日常生活经验引入， 通过实验探究的方式得出了焦耳定律， 并与电能知识结合分析，应用焦耳定律解决实际问题。 引导学生了解电流热效应在生活和生产中的应用，及防止电热的危害等内容，同时也为下一节平安用电的教学做了准备。 本节课主要内容是探究电流的热效应跟哪些因素有关、 电热的利用和防止两局部。 电流热效应的影响因素运用了控制变量法进行探究， 要重点掌握实验的步骤及控制的物理量。 焦耳定律的适用情况是学生认识的难点，要重点讲解。 教 学 目 标 知识与技能 1.知道什么是电流的热效应。 2.知道
2、电流的热效应与导体的电阻、 通过导体的电流、 通电时间的定量关系。 3.知道生产、 生活中电流热效应的应用和危害的实例。 过程通过实验探究， 知道电流的热效应 第 3 页 与方法 与哪些因素有关。 情感态度 与价值观 1.通过实验探究， 培养学生严谨的科学态度和探求真理的科学精神。 2.了解焦耳事迹， 学习其创新精神。 3.培养学生理论联系实际的意识。 重 点 难 点 重点： 实验探究电流的热效应与哪些因素有关。 将本实验按照一个完整的探究实验对待， 使学生明确实验步骤、 方法过程，总结得出影响因素。 难点： 焦耳定律的应用及电流的热效应与哪些因素有关。 新课导语 【导入一】 (创设问题情景，
3、引入新课)(1)介绍生活中的电热器。提出问题：这些电热器的热量是从哪里来的？设疑： 电炉丝通过导线连入 第 4 页 第 5 页 (1)： 电炉接入家庭电路中， 会发现通电的电炉丝会发光、发热，其温度是较高的，而与电炉丝连接的导线却是凉的；信息(2)：电炉丝中间断了，现将断头搭接在一起，接入家庭电路中，会发现通电的电炉丝会发光、发热，且断头搭接在一起之处发光更亮，一会儿，断头处又被烧断。根据以上实验现象， 你能提出两个你感兴趣的问题吗？ 【导入三】 (实验引入新课)演示实验： 将一盏“220 V 100 W的照明灯泡接入电路， 让学生观察， 并请一位同学上台来摸一摸。 提出问题：观察到什么现象？
4、有什么感觉？过一会儿再让学生摸一摸，有什么感觉？比照两次灯泡的发 第 6 页 热，猜测灯泡的发热跟灯泡工作的时间有关系吗？有什么关系？提出问题：灯泡热得发烫，而与灯泡相连的导线却不怎么热，又说明了什么呢？灯泡发热跟哪些因素有关呢？引入新课。 教师讲解：在这些现象中，电流通过导体时，导体会发热，我们把这种现象称为电流的热效应，引入新课。 学点 1 电流的热效应 观察教材 P119 所示图片，思考以下问题： 问题：三个用电器通电后都会发热，将_电_能转化为_内_能。事实说明，电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫作_电流的热效应_。 小组之间交流、讨论，探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关。 第
5、7 页 猜测：如图(a)所示，给电烤箱通电，电烤箱热得发烫，而与电烤箱串联的导线却不那么热；如图(b)所示， 给灯泡通电时间越长， 感觉灯泡越烫。由上述现象，我们可以猜测通电导体放出的热量可能与导体的_电流_、 _电阻_和_通电时间_有关。 图 S1341 设计实验： 从生活中的一些现象猜测到多个因素影响通电电热丝放出的热量， 故在探究的过程中采用_控制变量_法。 实验中通电电热丝放出的热量不能够直接观察到， 故探究过程中通过观察烧瓶内液体温度的变化来反映， 这种研究问题的方法为_转换_法。 实验探究：步骤一：在探究导体产生的热量与电阻的关系时， 应该控制_通过导体的电流_和_通电时间_不变，
6、改变_电阻_大小。实验中为了到达这一目的， 采用了两个不同阻值的电热丝_串_联，然后观察温度计示数的变化。如 第 8 页 图 S1342 甲所示。 图 S1342 步骤二： 在探究导体产生的热量与电流的关系时，应该控制_电阻_和_通电时间_不变，改变_电流_大小，为了到达目的，采用的方法是_在各支路中串联一个滑动变阻器_。 比拟相同时间内，通过电热丝的电流值不相同时，产生的热量是否相同。如图乙所示。 步骤三： 在上述探究中， 导体通电时间越长，那么会发现温度计示数上升得_越高_， 这说明通电导体产生的热量与导体的_通电时间_有关。 实验结论：由实验探究过程，我们可以概括出： 电流通过导体时产生
7、的热量跟_导体的电阻_、_导体中的电流_以及_通电时间_有关。 学点 2 焦耳定律 自学教材 P121，答复以下问题： 第 9 页 问题 1：焦耳定律：电流通过导体时产生的热量，跟电流的_平方_成正比，跟导体的_电阻_成正比，跟_通电时间_成正比。这个规律叫作焦耳定律。 问题 2：焦耳定律的公式为_QI2Rt_，其中 Q 表示_电流通过导体时产生的热量_，单位是_J_，I 表示_导体中的电流_， 单位是_A_，R 表示_导体的电阻_，单位是_。 知识拓展 电流通过导体时， 如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量 Q 等于消耗的电能，即 QWUIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式_QU2Rt_， 故此时 W 和 Q 的关系为： WQ_Pt_UIt_I2Rt_U2Rt_。 问题 3：如图 S1343 甲所示是我们常见 第 10 页 的家用电热器， 它们都是利用电流的热效应工作的。电热既有有利的一面，也有不利的一面，结合图乙和生活实际，分析一下，在生活中电热会给我们带来哪些危害，如何进行散热？ 甲 乙 图 S1343 答案 在用电器工作时， 由于电流的热效应会导致温度过高，这样会影响用电器的使用寿命，会使导线绝缘皮老化，甚至引起火灾。电视机的后盖有许多小孔，就是为了通风散热；计算机 CPU 有许多散热风扇，也是为了降温。
