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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
学习目标 物理观念：掌握焦耳定律公式Q=I2Rt，形成“电热与电流、电阻、时间定量关系”的能量观念。 科学思维：能运用焦耳定律进行电热的定量计算，分析“电流变化对热量的影响”，发展定量推理能力。 科学探究：通过“自制简单电热器”的家庭实验，巩固对电流热效应的理解，提升实验操作与问题解决能力。21世纪教育独家资源 科学态度与责任：辩证认识电流热效应的利与弊，增强用物理知识指导生活的责任意识。
学习重点 1.焦耳定律的内容、公式Q=I2Rt的理解与简单计算。 2.运用焦耳定律解释“电热的利用与危害”的生活实例。
学习难点 1.对“Q与I2成正比”的定量关系的深入理解。 2.区分“利用电热”与“防止电热危害”的本质。
【课前预习】
一、焦耳定律
1.英国物理学家______做了大量实验，于 1840 年最先精确确定了电流通过导体产生的热量与______、______和______的关系，这个规律叫做焦耳定律。
2.焦耳定律的内容是：电流通过导体产生的热量跟______的平方成正比，跟导体的______成正比，跟______成正比。其公式为______，其中Q的单位是______，I的单位是______，R的单位是______，t的单位是______。
二、电流热效应的利用与危害
3. 生活中利用电流热效应的实例有______、______、______等；需要防止电流热效应带来危害的实例有______（举一例）。
4. 输电线常采用铝线或铜线作为芯线，是为了______（选填 “增大” 或 “减小”）电热造成的能量损耗，依据是焦耳定律中______（结合公式说明）。
三、简单电热器制作（家庭实验室）
5. 用金属箔折成 U 形与电池两极接触，金属箔很快变热，这是利用了______效应，原理与______（举一用电器）相同。
6. 制作简单电热器时，不能长时间通电，因为______，否则可能引发危险。
【课中研学】
1. 电流能产生热量。你觉得哪些因素可能会影响产生热量的多少？21世纪教育独家资源
2. 焦耳定律中的三个变量（I, R, t），哪个对产生的热量影响最大？为什么？
3.如果一个电路中，电阻变为原来的2倍，其他条件不变，产生的热量会变为原来的几倍？
4. 家里的电器，哪些是专门为了利用电热而设计的？它们有什么共同特点？
5.为什么电脑和电视工作时需要风扇和散热孔？如果散热不良会有什么后果？21世纪教育独家资源
【课堂总结】
【分层作业】
（巩固性作业）
一、填空题
1. 英国物理学家______通过大量实验得出焦耳定律，该定律指出：电流产生的热量与______的平方、导体的______和通电时间成正比。
2.焦耳定律的数学表达式为Q=I2Rt，其中Q的单位是______，I的单位是______，R的单位是______，t的单位是______。21世纪教育独家资源
3.生活中，______（举一例，如电暖器）、电熨斗、电热孵化器等设备，都是利用电流的热效应工作的。
4.为防止输电线因电流热效应产生过多热量，通常选择______（选填“电阻率小”或“电阻率大”）的铜、铝作为导线材料，原因是：在电流和通电时间相同时，电阻越小，产生的热量越______。
5冬天用______（举一例，如电热毯）取暖，是将电能转化为内能，利用了电流的热效应。
二、选择题
6. 根据焦耳定律Q=I2Rt，下列说法正确的是（　　）
A. 电流产生的热量与电流成正比
B. 电流产生的热量与电阻成反比
C. 电流产生的热量与通电时间成正比
D. 电流产生的热量与电流的平方成反比
7.设备中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A. 电风扇　　B. 电烤箱　　C. 笔记本电脑　　D. 电冰箱
8.焦耳定律公式中物理量的单位，下列搭配正确的是（　　）
A. Q：瓦特（W）　　B. I：伏特（V）
C. R：欧姆（Ω）　　D. t：安培（A）
9.值为5Ω和10Ω的两个电阻串联在电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）
A. 两个电阻产生的热量相同
B. 5Ω电阻产生的热量更多
C. 10Ω电阻产生的热量更多
D. 无法比较热量多少
10.接入电路后，通过的电流变为原来的 2 倍，电阻和通电时间不变，根据焦耳定律，电流产生的热量变为原来的（　　）
A. 2 倍　　B. 4 倍　　C. 1/2倍　　D. 1/4倍21世纪教育独家资源
（拓展性作业）
11. 将阻值为2Ω和4Ω的两个电阻并联在电压为6V的电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）
A. 2Ω电阻产生的热量更多
B. 4Ω电阻产生的热量更多
C. 两个电阻产生的热量相同
D. 无法判断
12. 某导体通电10s，通过的电流为0.2A，电阻为10Ω，根据焦耳定律，这段时间内导体产生的热量为（　　）
A. 0.4J　　B. 4J　　C. 40J　　D. 400J
13.家庭电路中，电水壶工作时发热明显，而与它串联的电源线却几乎不发热，原因是（　　）
A. 电源线的电流比电水壶小
B. 电源线的电阻比电水壶小得多
C. 电源线的通电时间比电水壶短
D. 电源线的电压比电水壶高
14.下列措施中，主要为了防止电流热效应带来危害的是（　　）
A. 电熨斗的金属底板设计得较厚
B. 电暖器的散热片做得宽大
C. 电视机的外壳上设计有散热孔
D. 电热孵化器的保温层做得较厚
15.某电阻丝接入电路后，两端电压不变，电阻变为原来的 2 倍，通电时间不变，根据焦耳定律（结合欧姆定律I=U/R），电流产生的热量变为原来的（　　）
A. 2 倍　　B. 4 倍　　C. 1/2倍　　D. 1/4倍
（探究性作业）
选做题：
三、综合题
16．某同学用“两个阻值均为10Ω的电阻丝、电源、滑动变阻器、透明容器、U 形管”搭建实验装置，探究“电流产生的热量与电流大小的关系”。21世纪教育独家资源
（1）实验中，应控制______和______相同，改变______（均选填“电阻”“电流”或“通电时间”），这种研究方法叫______法。
（2）实验通过观察______反映电流产生热量的多少，这种方法叫______法。
（3）若某次实验中，通过电阻丝的电流为 0.3A，通电 20s，根据焦耳定律，电阻丝产生的热量为多少？
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17.冬天使用电热毯时，电热毯能持续发热保暖，但与电热毯串联的电源线却几乎不热；而台灯工作时，电源线却会略有发热。结合焦耳定律和教材知识，解释这一现象。
参考答案
【课前预习】
1. 焦耳；电流；电阻；通电时间
2.电流；电阻；通电时间；Q=I2Rt；焦耳（J）；安培（A）；欧姆（Ω）；秒（s）
3.电暖器；电熨斗；电热孵化器；输电线（或 “电路中导线的绝缘外皮因过热老化” 等，合理即可）
4.减小；在电流I和通电时间t相同时，电阻R越小，产生的热量Q=I2Rt越少
5.电流的热；电暖器（或“电熨斗”“电烙铁”等，合理即可）
6.长时间通电会使金属箔产生过多热量，温度过高甚至引燃金属箔
【作业布置】
1. 焦耳；电流；电阻
2.焦耳（J）；安培（A）；欧姆（Ω）；秒（s）
3.电暖器（或 “电热毯”“电烙铁” 等，合理即可）
4.电阻率小；少
5.电热毯（或“电暖器”“暖手宝”等，合理即可）
6.C（根据Q=I2Rt，Q与I2、R、t成正比，与I、R不成简单正反比）
7.B（电烤箱将电能主要转化为内能，利用热效应；其他选项主要转化为机械能或其他形式的能）
8.C（Q单位是 J，I单位是 A，t单位是 s，只有R单位是Ω）
9.C（串联电路电流相同，t相同，Q与R成正比，10Ω电阻R更大，Q更多）
10.B（I变为2倍，I2变为 4 倍，R、t不变，Q变为 4 倍）
11.A（解析：并联电路电压相同，t相同，结合I= U/R，Q=I2Rt= U2t/R，Q与R成反比；2Ω电阻R更小，故Q更多）21世纪教育独家资源
12.B（解析：代入公式Q=I2Rt=(0.2A) 2×10Ω×10s=4J）
13.B（解析：电水壶与电源线串联，电流、通电时间相同；电水壶电阻远大于电源线电阻，根据
Q=I2Rt，电源线R小，故Q少，几乎不发热）
14.C（解析：电视机散热孔是为了散发工作时产生的多余热量，防止过热损坏，属于“防止”热效应危害；A、B、D 均是“利用”热效应或增强保温效果）
15.C（解析：电压不变，R变为2倍，由I=U/ R知I变为1/2倍；代入Q=I2Rt，I2变为1/4倍，R变为2倍，综合得Q变为1/2倍）
16. （1）电阻；通电时间；电流；控制变量
（2）U 形管中液面高度差；转换
（3）解析：代入焦耳定律公式Q=I2Rt=(0.3A) 2 ×10Ω×20s=18J
答案：18J
17. 解析：根据Q=I2Rt，电流产生的热量与电流、电阻、通电时间有关。① 电热毯与电源线串联，台灯与电源线也串联，故两类电路中 “电源线的电流” 与 “用电器的电流” 相同，通电时间也相近；② 电热毯的电阻远大于其电源线电阻，台灯的电阻与其电源线电阻差异较小；③ 由Q=I2Rt可知：电热毯电路中，电源线因R小，产生的热量少，几乎不热；台灯电路中，电源线R相对较大，产生的热量较多，故略有发热。
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