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第十六章 电流做功与电功率
第4节 科学探究：电流的热效应
一、教学目标
1.知道电流的热效应。
2.通过探究，知道电热与哪些因素有关，知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。
3.知道焦耳定律内容、公式及适用范围。
二、教学重难点
重点：电流的热效应与哪些因素有关。
难点：培养学学生科学的探究能力。
三、教学过程
【新课导入】
[情境导入]课件展示图片
[提出问题]小时候，听见楼梯的脚步声，赶紧关了电视，假装写作业。但是妈妈一摸电视后面发热。就知道你有没有说谎。这是为什么呢？
学了这节内容,问题便会迎刃而解，板书课题第十六章 电流做功与电功率
第4节 科学探究：电流的热效应
【新知探究】
（一）电流的热效应
[课件展示]
[提出问题]
他们的能量转化是怎样的呢？
[学生回答]
电能转化为动能
[教师讲解]
在物理学中:
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。
[特别提醒]
电流的热效应实质上就是电能转化为内能。
[课件展示]
探究电流产生的热量与那些因素有关
[提出问题]
灯泡通电后，在刚开始通电不是很热，可过了一会就很热，为什么？
导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？
电饭锅通电后为什么必须按下加热（煮饭）按钮开关才能煮熟饭？
[课件展示]
[学生猜想]
与时间、电阻、电流大小有关系
[提出问题]
（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？
（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？
[交流讨论]学生讨论得出结论：当一个物理量被猜测与其他多个因素有关，应该采用控制变量法，对于电流通过导体产生的热量看不见摸不着，利用转换法的思想来，就是通过温度计升高的示数来显示电流产生热量的多少。
[实验目的]探究电流产生的热量与通电时间是否有关
[实验设计]
要探究电流产生的热量与通电时间是否有关，应控制电流、电阻不变，改变通电时间。
实验电路图
[连接实物图]
[实验步骤]
(1)按照设计好的电路图连接电路;
(2)按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流大小不变。
（3）记录实验数据，并填写到设计好的表格中。
[记录数据]
[实验结论]
在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多
[实验目的]探究电流产生的热量与电流大小是否有关
[实验设计]
要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，应控制通电时间、电阻不变，改变电流大小。
[实验电路图]
实验实物图
[实验步骤]
(1)按照设计好的电路图连接电路;
(2)闭合开关，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.2A不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
(3)取质量、初温都与上述实验相同的煤油，实验电路也与上述实验相同，调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小为0.4A不变，每隔1min 记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
[记录数据]
[实验结论]
在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多
[实验目的]探究电流产生的热量与电阻大小是否有关
[实验设计]
要探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，应控制通电时间、电流大小不变，改变电阻大小。
[实验电路图]
实验实物图
[实验步骤]
(1)按照设计好的电路图连接电路;
(2)闭合开关，保持电路中的电流大小不变，每隔1min记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
记录数据：
[实验结论]
在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
焦耳定律
总结：热量与电流、电阻和通电时间有关
[过渡]
通过实验我们可以知道，电流产生的热量与充电时间电流大小和电阻的大小有关系，在历史上，英国物理学家焦耳，做了大量的实验，探究电流产生的热量跟电流大小，导体的电阻以及通电时间的关系，最终他于1840年最终发现了焦耳定律。
[学生齐读]
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。
[特别提醒]
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 = I2Rt
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：
电能转化为内能+机械能
　　W＞Q热
【课堂小结】
一、电流的热效应
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
电流产生的热量与哪些因素有关
通电时间 电流大小 电阻大小
三、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。
【课堂训练】
1．（2022 西城区校级模拟）如图所示四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　C　）
2．（2022 雨花区校级二模）下列实例中，为了防止电热产生危害的是（　C　）
A．用电熨斗熨衣服
B．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C．电视机的机壳上有许多小孔
D．孵化家禽的电热孵卵机
3．（2022 常德）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（　D　）　
A．观察温度计的示数比较电流产生的热量
B．该实验装置可以探究通电时间一定时，
导体产生的热量与电阻的关系
C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，
导体产生的热量与电流的关系
D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
4．（2022 杭州二模）甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等，将它们如图所示串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙导体产热的多少，正确的是（　C　）
A．甲导体的产热比乙导体多
B．乙导体的产热比甲导体多
C．甲、乙导体产热相等
D．条件不足，无法判断
5．（2022 南安市模拟）如图所示将两根电热丝R1和R2串联在电路中，若R1＝10R2，请问哪根火柴会先被点燃（　B　）
A．在R2上的火柴
B．在R1上的火柴
C．同时点燃
D．无法确定
6．（2022 南海区二模）电炉中的电阻丝通电一段时间后热得发红，而连接电炉的导线却不怎么热，原因是（　C　）
A．电阻丝容易导电，铜导线不容易导电
B．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量较少
D．制成电阻丝的材料能发热，制成导线的材料不能发热
7．（2022 永川区模拟）如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为5Ω，定值电阻R2阻值为10Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.2A。求：
（1）电阻R1两端的电压；
（2）通电时间100s，电流通过
电阻R2产生的热量。
解：（1）由电路图知，两电阻串联，电流表测电路中电流，
由串联电路电流规律知，I＝I1＝I2＝0.2A，
由欧姆定律可得，电阻R1两端的电压：
U1＝I1R1＝0.2A×5Ω＝1V；
（2）通电时间100s，电流通过电阻R2产生的热量：
Q2＝（I2）2R2t＝（0.2A）2×10Ω×100s＝40J。
答：（1）电阻R1两端的电压为1V；
（2）通电时间100s，电流通过电阻R2产生的热量为40J。
【布置作业】
【板书设计】
第十六章 电流做功与电功率
第4节 科学探究：电流的热效应
电流热效应的实质是电能转化为内能。
通过温度计升高的示数来显示电流产生热量的多少。
在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多
在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多
在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
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。
【教学反思】
一、案例的“亮点”
1.在引入的时候展示了一个名人的视频，说明自己小时候的共同经验，让学生也有类似的经历，一下子就能激发学生的学习兴趣。
2.在本节课当中要探究电流产生的热量与哪些因素有关，先是引导学生进行合理的猜想，然后再得出结论，有电流电阻通电时间这些有关，接着用控制变量法来验证与其关系，设计电路进行实验，层层递进，这样能符合学生的认知规律，使学生的思维能力得到很好的锻炼和提升，学生不再是机械的被动的接受知识，而是积极主动的去探索获取新的知识。
3.在本节课中，用生活中的一些电器列举电流热效应，在生活当中的应用，帮助学生来理解较定律课堂上各小组之间交流讨论生活中电流热效应的实例，比如说有电热毯，电取暖器，电饭煲，电热蚊香，电热水器等等，气氛十分的热烈。学生经过讨论之后会发现电流的热效应，也会给我们的生活带来一定的危害，比如说电视机，计算机，电风扇等等用电器工作时都不可避免的要进行发热，这样既会浪费能源又会使升温，所以这时候就要借助散热的装备。
二、教学中易出现的问题
存在的不足之处，教学内容安排比较多，导致学生的交流问题讨论时间有限，与其探究的时间比较少，学生的意见呢，没有完全淋漓尽致的发挥表达出来，在小组合作的过程中教师指导较少，在有些环节当中语言不够简练，课堂的激情还有待加强。

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