九年级物理全册 第十六章 第四节 科学探究：电流的热效应学案 （新版）沪科版-（新版）沪科版初中九年级全册物理学案VIP免费

第四节科学探究：电流的热效应教材解读本节课包括电流的热效应和焦耳定律两部分，通过实验探究的方式认识焦耳定律，并与电能知识结合分析，认识焦耳定律及欧姆定律使用的局限性。探究电流的热效应运用了控制变量法，分别探究了电流产生的热量与通电时间、电流大小和电阻大小是否有关，要重点认识实验的步骤及控制的物理量。焦耳定律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知道电流的热效应。②知道焦耳定律。过程与方法通过实验探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。情感、态度与价值观通过讨论和交流培养学生合作学习的态度和意识。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，总结出影响因素。难点电功与焦耳定律的联系。利用所学知识，推导公式Q＝I2Rt以及Q＝W＝Pt＝t。实验拓展用如图所示装置探究电流的热效应与哪些因素有关。两段阻值不同的电阻丝封闭在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。观察哪个气球最先鼓起来。(设实验中所用的各种同类器材性能相同)学点1探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关小组之间交流、讨论，探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关，完成下列的问题：猜想：如图16－4－1(a)所示，给电烤箱通电，会观察到电烤箱热得发烫，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，我们可以猜想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16－4－1设计实验：从生活中的一些现象猜想到多个因素影响通电导体放出的热量，故在探究的过程中采用__控制变量__法。实验中通电导体放出的热量不能直接观察到，故实验探究过程中通过观察加热质量相等的煤油的__温度__变化来反映，这种研究问题的方法叫做__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，改变__电阻__的大小。实验中为了实现定量和变量，采用了两个不同阻值的定值电阻__串__联，然后观察温度计示数的变化。如图16－4－2(a)、(b)所示。图16－4－2步骤二：在探究导体产生的热量与电流大小的关系时，应该控制__电阻__和__通电时间__不变，改变__电流__的大小。实验中为了保持电阻不变，采用的方法是__取一个定值电阻__，为了使电流改变，采用的方法是__在电路中串联一个滑动变阻器__。比较在相同时间内，通过定值电阻的电流大小不相等时，其产生的热量是否相等。如图16－4－3所示。图16－4－3步骤三：在探究的步骤一、二中，如果给导体通电时间越长，则会发现温度计示数上升得__越高__，这表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：通电导体产生的热量跟__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P132，回答下列问题：问题1：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。这个规律叫做焦耳定律。问题2：焦耳定律可以用公式表示为__Q＝I2Rt__，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__Ω__。问题3：电流通过导体时，如果电能全部转化为热，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Q＝W＝UIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式：__Q＝t__，故此时W和Q的关系为：W＝Q＝__Pt__＝__UIt__＝__I2Rt__＝__t__。学点3电流热效应的应用与控制观察下列用电器的工作特点，回答下列问题：图16－4－4问题1：这些用电器工作时的共同特点是将__电__能转化为__内__能，物理学中，把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__。问题2：电热既有有利的一面也有不利的一面，结合生活实际，分析一下，在生活中电热会给我们带来哪些危害，应如何进行散热？[答案]在用电器工作时，由于电流的热效应会导致用电器温度过高，影响用电器的使用寿命；会使绝缘皮老化，甚至引起火灾。电视机的...