【大单元·任务式】《6.3.1 焦耳定律(第一课时)》课时导学案(含答案)--教科2024版9年级

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【大单元·任务式】《6.3.1 焦耳定律(第一课时)》课时导学案(含答案)--教科2024版9年级

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【学习目标】
学习目标 物理观念:理解电功是电能转化为其他形式能的量度,知晓电功单位,能识别生活中电能转化的实例。 科学思维:能从“能量转化”视角分析用电器工作过程,初步推导电功与电压、电流、时间的关系,提升逻辑推理能力。21世纪教育独家资源 科学探究:通过观察电能表、分析读数案例,培养实验观察与数据解读能力;尝试设计简单实验,提升探究设计能力。 科学态度与责任:通过“1度电的作用”“节约用电”的讨论,增强节约能源的意识与社会责任感。
学习重点 1.电功的实质。 2.电能表的读数方法;电功的计算。
学习难点 1.电能表参数的解读。 2.电功公式W=UIt的推导。
【课前预习】
一、电流的热效应
1.电流通过导体时,电能转化为______能的现象,叫做电流的热效应。生活中,______(举一例)就是利用电流热效应工作的。
2.教材“自制灯泡”活动中,电流通过细金属丝时,金属丝会快速______、______、______,这一过程模拟了爱迪生研制灯泡的过程,体现了电流的______效应。
二、影响电流热效应的因素
3. 电流通过导体产生热量的多少,与导体的______、通过的______和______有关。
4. 演示实验中,通过观察______(如图 6-3-3、6-3-4 中 U 形管液面高度变化)来反映电流产生热量的多少,这种研究方法叫做______法。
5. 实验表明:在相等时间内,电流相同时,电阻较______的导体产生的热量多;电阻相同时,通过电流较______的导体产生的热量多。
三、理论探究(电热与电功的关系)
6. 从能量角度看,电能转化为内能的过程,是用电器消耗电能做功的过程。对于电能全部转化为内能的用电器(如电炉丝),可以利用电功公式______和欧姆定律______进行分析,推导电热与电阻、电流的关系。
【课中研学】
1. 思考:电流通过灯丝时,电能除了转化为内能,还转化为哪种能量?
2.什么是电流热效应?请用“能量转化”的语言描述。
3. 为什么电熨斗、电烤箱属于“利用电流热效应”的电器,而电风扇不属于?
4. 通过灯泡和电线的电流相等,为什么灯丝烧红而电线不热?可能的影响因素是什么?
(1)实验一:实验一:如图所示,将5Ω和10Ω电阻丝串联连接到电源两端。接通电源,通电一定时间后,比较U形管中液面高度变化。21世纪教育独家资源
思考:电阻大小不同,产生热量的多少相同吗?
(2)实验二:如图所示连接电路。接通电源,通电一定时间后,比较U形管中液面高度变化。
思考:电流大小不同,产生热量的多少相同吗?
(3)实验表明:在相等时间内,电流相同时,电阻较大比电阻较小的导体产生的热量_____;电阻相同时,电流较大比电流较小的导体产生的热量_____。
5. 理论探究:热效应与电阻的关系
如图所示,两个定值电阻R、R2串联起来,接在电源上,通过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后,电阻消耗的电能全部转化为内能,对这两个电阻产生的热量,应用W=UIt和欧姆定律进行分析,我们能得出什么推论?与上面实验探究的结论一致吗?
【课堂总结】
【分层作业】
(巩固性作业)
一、填空题
1. 电流通过导体时,电能转化为______能的现象,叫做电流的热效应。
2.教材“自制灯泡”实验中,细金属丝快速发热、发红,是电能转化为______能和______能。
3.探究“电流热效应与电阻的关系”时,应控制______和______相同,改变______。
4.演示实验中,用U形管中______的变化来反映电流产生热量的多少,这种方法叫______法。
5.实验表明:在通电时间相同、电流相等时,电阻越______,导体产生的热量越多。
二、选择题
6. 下列用电器中,主要利用电流热效应工作的是(  )
A. 电风扇  B. 电视机  C. 电热水壶  D. 电冰箱
7.关于电流的热效应,下列说法正确的是(  )
A. 只有导体中有电流通过时,才会产生热效应
B. 电流的热效应与电流大小无关
C. 所有用电器都会产生明显的热效应
D. 电流热效应是电能转化为内能的过程
8.在探究“电流热效应与电阻的关系”实验中,应将不同阻值的电阻丝(  )
A. 串联  B. 并联  C. 既可串联也可并联  D. 以上都不对
9.通电后U形管液面高度差更大的一侧,对应的电阻丝阻值(  )
A. 更小  B. 更大  C. 一样大  D. 无法判断
10.电流通过导体产生的热量,与下列哪个因素无关(  )
A. 导体的电阻  B. 导体两端的电压  C. 通电时间  D. 通过导体的电流
(拓展性作业)
11. 夏天电线因电流热效应略有下垂,冬天绷得较紧,原因是夏天温度高,电线电阻(提示:金属温度越高电阻越大)(  )
A. 更大,产生热量更多  B. 更小,产生热量更多
C. 更大,产生热量更少  D. 更小,产生热量更少
12.阻值不同的电阻丝R1A.R1 B.R2 C. 一样多  D. 无法判断
13.下列现象中,利用电流热效应的是(  )
A. 电脑发热时安装散热风扇
B. 电饭锅煮饭时发热
C. 静电除尘利用电荷间作用
D. 手机电池充电时发热
14.探究电流热效应实验中,若容器密封盖松开,U 形管液面变化不明显,原因是(  )
A. 电流产生的热量变少
B. 空气受热后易泄漏,无法有效膨胀
C. 电阻丝的电阻发生变化
D. 电流大小发生变化
15.通电后左侧 U 形管液面高度差更大,说明在______和通电时间相同时,电流越______,产生热量越多。
A. 电阻;大  B. 电阻;小  C. 电压;大  D. 电压;小
(探究性作业)
选做题:
三、综合题
16.某同学用 “R甲=5Ω、R乙=10Ω的电阻丝,串联接入电路,搭配透明容器、U形管”的装置,探究 “电流热效应与电阻的关系”。
(1)实验中,通过观察______比较热量多少,这种方法叫______法。
(2)将两电阻丝串联的目的是______。
(3)通电一段时间后,容器对应的U形管液面高度差更大,说明在______和通电时间相同时,电阻越,产生的热量越多。
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17.家里电水壶工作时发热明显,台灯几乎不发热,但电水壶的电源线不怎么热,台灯的电源线却较热。结合本课时知识解释这一现象。
参考答案
【课前预习】
1. 内;电炉(或电暖器、电烙铁等,合理即可)
2.发热;变红;发光;热
3.电阻;电流;通电时间
4.U形管中液面高度变化;转换
5.大;大
6.W=UIt;I= U/R
【作业布置】
1. 内
2.内;光(或 “光;内”)
3.电流;通电时间;电阻
4.液面高度;转换
5.大
6.C(电热水壶将电能主要转化为内能,利用电流热效应)
7.D(A:导体有电流就会产生热效应,只是明显程度不同;B:电流热效应与电流大小有关;C:如电风扇主要转化为机械能,热效应不明显)
8.A(串联可保证电流相同,控制变量)
9.B(电阻大的产生热量多,液面高度差大)
10.B(热量与电阻、电流、通电时间有关,电压是间接影响,公式中无直接电压项)
11. A(夏天温度高,金属电阻变大;根据Q=I2Rt,电流和时间相同,电阻大则热量多,电线热膨胀更明显)
12.A(并联时电压相同,根据Q=U2/R·t,电阻小的R1产生热量多)
13.B(A 是防止热效应危害;C 与电流热效应无关;D 充电是电能转化学能,发热是副效应,不是利用热效应煮饭)
14.B(密封盖松开,空气受热膨胀后泄漏,无法有效推动 U 形管液面变化)
15.A(“电阻相同、电流不同”的实验中,左侧电流大,热量多,说明电阻和时间相同时,电流越大,热量越多)
16.(1)U 形管中液面高度差;转换
(2)控制通过两电阻丝的电流相同
(3)乙;电流;大
17.解析:根据Q=I2Rt,电水壶功率大(家庭电路电压U相同,由P=UI知电水壶电流I大),但电水壶的电阻丝电阻远大于电源线电阻,且电源线与电阻丝串联(电流、时间相同),因此电阻丝(电水壶内部)产生大量热量,电源线因电阻小,热量少;台灯功率小(电流小),但台灯的电源线电阻相对其灯丝电阻占比更大,且通电时间较长,所以台灯电源线产生的热量相对更明显(或:电水壶电流大但电源线电阻极小,台灯电流小但电源线电阻相对灯丝不可忽略,结合Q=I2Rt,两者电源线的
I2R乘积导致台灯电源线发热更明显)。
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