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視頻標簽：探究電流的熱效應,焦耳定律
所屬欄目：初中物理優質課視頻
視頻課題：初中物理滬科版九年級第十六章第四節科學探究電流的熱效應《焦耳定律》-重慶
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初中物理滬科版九年級第十六章第四節科學探究電流的熱效應-重慶市綦江中學
教學目標
(一)知識與技能
1.知道電流的熱效應.
2.知道電流通過導體時產生的熱量和電流、電阻及通電時間的定性關系。
3.了解生產和生活中如何利用電流的熱效應來為人類服務,了解電流熱效應帶來的危害及防止的措施。
4.理解焦耳定律的內容、公式、單位及其簡單應用。
(二)過程與方法
1、通過探究“電流通過導體產生的熱量跟那些因素有關”培養學生設計記錄表格、進行實驗收集數據、分析數據得出結論等科學探究能力。
2、通過實驗探究“電流通過導體產生的熱量跟那些因素有關”,進一步學習控制變量法的科學研究方法,體會替代的研究思想。
3、通過教學培養學生運用焦耳定律解決一些簡單實際問題的能力。
4、通過學習電流熱效應的應用實例和危害的防止措施,培養學生將所學知識應用于實際的能力。
(三)情感態度價值觀
1、通過經歷科學探究的過程,使學生認識實驗對人們獲取科學理論的重要價值;
2、通過對所學知識的應用,體會物理知識來源于生活,服務于社會的理念。
3、通過了解物理學家焦耳的事跡,培養學生不懈追求的科研創新精神,激發學生熱愛科學的情感。
2學情分析
學生剛剛經過電功率復雜的學習過程,雖然非常扎實的掌握了電學的知識,但對電學的學習已經處于疲憊狀態,本節的教學要不斷激發學生的學習興趣,重新喚起學生學習的熱情。
3重點難點
教學重點:通過實驗探究電流熱效應跟電流和電阻大小的關系。
教學難點: 組織指導學生在探究過程中認真觀察、分析,并得出正確結論。
4教學過程
4.1第一學時教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖 創設情景，引入新課 問題與猜想 制定計劃 實驗探究 分析與結論 焦耳定律 當堂練習 前后呼應 辨析電功和電熱 小組討論 電流的熱效應的利益和防止其危害 小 結 課后作業 觀看電焊視頻 溫故而知新： 1、電流做功的過程是電能轉化為_____________的過程 2、電吹風吹熱風時，是將電能轉化為了什么能量？ 教師板書：16－4電流的熱效應 一、電流的熱效應（看書P129） 1、什么是電流的熱效應？ 2、除熱效應之外還有什么效應？ 展示電烙鐵圖片 師：電流的三大效應：化學效應、磁效應、熱效應 觀看視頻：現象1：插線板的電線會冒煙。 演示實驗：現象2：電爐絲熱的發紅，而導線卻感覺不到發熱。 師：根據此現象，你能提出什么值得本節課探究的問題？ 教師板書：提出問題：電流產生的熱量與哪些因素有關？ 師：你猜想電流產生的熱量與哪些因素有關？ 師：由歐姆定律知U 、I、R三者有關系，所以只要研究兩個物理量就行了 板書：Q與I、R和t有關？ 板書：實驗方法？ 要想探究Q 與R 的關系時，你準備如何設計實驗來探究？ 交流與討論 要想探究Q 與I 的關系時，你準備如何設計實驗來探究？ 要想探究Q 與t 的關系時，你準備如何設計實驗來探究？ 交流與討論：我們沒有直接測量熱量的工具，那如何知道電流產生熱量的多少？ 師：用了什么物理研究方法？ 演示實驗（用焦耳定律演示器） 師：R和t不變時， 師：I和t不變時， 師：I和R不變時， 師：綜合上面三次實驗，可得出什么結論？ 師：焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英國物理學家。用近 40 年的時間做了 400 多次實驗，于 1840 年最先精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。即焦耳定律。 二、焦耳定律 1、內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 2、公式： Q = I 2Rt 師：每個字母代表的意義和單位分別是什么？ 【練習1】：某電熱器電阻絲的電阻是2歐，當1安的電流通過時，1分鐘產生的熱量是多少焦？ 【練習2】： 兩個電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時間里產生的熱量之比為_______； 若兩個電熱器的電阻相同，通過的電流強度為1︰3，在相等的時間里產生的熱量之比為______。 師：為什么接插線板的電線會冒煙？ 師：為什么電爐絲熱的發紅，而導線卻感覺不到發熱？ 師：如果電流做的功全部轉化為內能（純電阻電路），你認為電功和電熱有什么關系？ 師：如果電流做的功沒有全部轉化為內能（非純電阻電路，如：電動機） ，你認為電功和電熱有什么關系？ 練習：一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380伏，線圈的電阻為2歐,線圈中的電流為10安,若這臺電動機正常工作1秒鐘，求：1）消耗的電能W 2）產生的熱量Q 3）動能是多少 師：額定電壓相同的燈泡，額定功率越大(如220V－100W,220V－25W)，電阻越小，正常工作時單位時間內生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事 想想議議 動腦筋：小明學習了焦耳定律后，想到了其中有這樣一句話“電流通過導體時產生的熱量……，跟導體的電阻成正比，……”小明想：如果讓電爐在一定時間里放出更多的熱量，應增大電阻絲的電阻。他的想法對嗎？為什么？ 三、電熱的利用和防止 師：電流的熱效應是好事還是壞事？ 師：電熱器的優點有哪些？ 師：這節課你有什么收獲？ 鞏固練習：1、如圖所示，a、b相同容器中分別裝有相同質量的水，水中的電阻絲的阻值分別 為R1和R2，且R1＜R2，則閉分開關S后，a、b容器中水溫上 升較快的是( ) A. a容器中的水 B. b容器中的水 C. a、b容器中的水溫上升的快慢一樣 D.無法判斷 2、為了研究溫度對種子發芽的影響,課外活動小組要做一只電烘箱,要求在10min內產生6×104J的熱量,接用的是家庭電路,請計算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少 3、如圖所示，電源電壓220伏，R是電烙鐵，標有“220V，40W”字樣；L是電燈泡，標有“PZ220—40”字樣.當開關S閉合時，電烙鐵每分鐘產生的熱量是______焦，當開關S斷開時，電烙鐵的實際功率是__瓦；開關S斷 開后，整個電路工作__小時消耗1千瓦電能. 4、CFXB型“220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關S進行調節，R0為電熱絲．當開關S接高溫燒煮擋時，電路的功率為1100W，當開關S接燜飯、保溫擋時，電路的總功率為22W．（1）電飯煲在高溫燒煮擋時，開關S應與哪個觸點連接？（2）電熱絲R0的阻值多大？（3）當電飯煲在正常燜飯、 生：其他形式的能 生：將電能轉化為內能和機械能 生：電流通過導體時電能轉化成內能的現象叫做電流的熱效應 生：光效應、化學效應、磁效應、熱效應 生：電流產生的熱量與哪些因素有關？ 生：Q與U 、I、R和t有關？ 生：控制變量法 生：控制R和t不變 生：控制R和I不變 生：轉換法。通過觀察液柱的變化就知道電流產生熱量的多少 生：I越大，Q越大 生：R越大，Q越大 生：t越大，Q越大 生：I越大，R越大，t越大，Q越大 生：Q代表熱量，單位 是焦耳（J） 生：I代表電流，單位是 安培（A） 生：R代表電阻，單位是歐姆（Ω） 生：t代表時間，單位是 秒（S） 解：Q= I2Rt=(1A)2 × 2Ω × 60S=120J 生：4︰3 1︰9 生：R、t 不變時，I 越大Q 越大。 生： I、t 不變時， R越大Q 越大。 生：Q ＝ W Q ＝ W =U I t ＝ I2Rt 生：電功W＝U I t 電熱 Q =I2Rt W＞Q 即： W＝Q+W機 生： 1 ）W＝UIt＝380V×10A×1S＝3800J 2 ）Q＝I2Rt＝（10 A）2 ×2Ω ×1S＝200J 3）W動= W–Q= 3800J －200J=3600J 生：前者說電阻越小，正常工作時單位時間內產生的熱量越多，前提條件是電壓相同； 而后者說，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。 生：不對，這時因電壓不變，增大電阻會減小電流，而電熱與電流的平方成正比，影響因素更大，故增大電阻，電熱反而少了。 生：利用電熱孵化器孵小雞、用來加熱等等。但電熱也會造成火災等 生：清潔衛生，沒有環境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調節溫度。 生：基本知識：…….. 生：物理方法：…….. 生：B 創設問題情境，激發學生求知欲。 體現了從生活走向物理，同時讓學生體會電流的熱效應。 創設猜想的情境為學生順利猜想作好鋪墊 讓學生經歷假定的過程。使假設（猜想）有科學性、推測性、檢測性、創造性。使學生根據已有事實、知識對假定的合理性進行解釋。 增強實驗設計中的學生自主學習，使整個活動更貼近科學探索實際 通過總結既培養了學生的分析歸納能力， 同時也鍛煉學生語言表達能力 前后呼應， 解釋原因 通過應用實例，使學生體會物理與生活的緊密聯系。
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