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2019-2020年九年級物理下冊《15.3 電熱器 電流的熱效應》教案 蘇科版 (I) 教學目標： 1.知識與技能： ⑴知道電流的熱效應(A) ⑵在實驗的基礎上總結得出焦耳定律的內容(A) ⑶理解焦耳定律的內容公式及其應用(A) ⑷知道一般電熱器的工作原理和應用(B) 2.過程與方法： 體驗科學探究的過程，了解科學探究的重要方法—控制變量法，提高探究能力和思維能力 3.情感、態(tài)度與價值觀： 體驗科學探究的樂趣，體會物理科學的研究方法 重點難點： 1．理解焦耳定律的內容、公式、單位和應用 2．實驗探究焦耳定律 教學過程： 一 前提測評： １．有一燈泡銘牌如圖所示，根據圖中所給信息判斷下列說法中正確的是：（ ） A、 只有在220V的電壓下工作時燈泡的功率才是25W； B、 燈泡工作時的功率一定是25W； C、 只要電壓高于220V，燈泡一定會燒壞； D、 只要電壓低于220V，燈泡一定不能工作； ２．通過某導體的電流為0．5 A，工作10s電流做功180 J，可知導體兩端的電壓為______V；在該導體兩端的電壓為零時，導體的電阻為________Ω。 ３．一個燈泡的燈絲燒斷了，把斷了的燈絲搭在一起，燈泡會更亮，其原因是：（ 　） A．燈絲電阻增大，功率增大　　 B．燈絲電阻減小，功率增大 C．燈絲兩端電壓增大，功率增大 D．燈絲中電流增大，功率減小 ４．將兩個標有“220V 100W”字樣的白熾燈串聯(lián)起來，接在家庭電路中。當開關閉合時，每個電燈的額定功率為 _______ W，實際功率為_______ W。 二 以學定教 (一) 導入新課： 師：⑴電流通過導體做功的過程中，是將什么能轉化為什么能的過程？ ⑵電流通過各種用電器時，如電動機、電燈等，過一段時間后，用手去摸用電器時有何感覺？為什么？ 學：回答問題。 （二）新課解析： 一、 電流的熱效應： ⑴通過對電流通過用電器時用電器發(fā)熱，得出：只要導體中有電流通過，且導體由電阻存在，導體總會發(fā)熱。 ⑵電流的熱效應：電流通過導體時，導體發(fā)熱的現象 ⑶舉出生活中利用電流熱效應常用用電器。 二、 焦耳定律 1.提出問題：電流通過導體時所產生的熱量與哪些因素有關？ ⑴猜測電流產生的熱量與哪些因素有關 ⑵討論：要研究電流產生的熱量與哪些因素有關，應該怎么辦？ 2.實驗探究—電流產生的熱量與電阻的關系： ⑴要研究電流產生的熱量與電阻的關系，應采用什么方法？ ⑵要研究電流產生的熱量與電阻的關系，應該怎樣設計實驗和控制哪些變量？畫出電路圖來。 ⑶實驗探究。學生觀察。 3. 實驗探究—電流產生的熱量與電流的關系： ⑴要研究電流產生的熱量與電流的關系，應該怎樣設計實驗和控制哪些變量？該怎么辦？ ⑵實驗探究： 4．實驗探究—電流產生的熱量與時間的關系，應該怎樣設計實驗和控制哪些變量？ 實驗探究： 5.實驗結論：電流通過導體產生的熱量與導體本身的 、通過導體的 以及通電時間有關。 英國物理學家焦耳通過大量的實驗，總結出電流產生的熱量與電流的大小、電阻的大小和通電時間的關系，我們?yōu)榱思o念這位偉大的科學家，一定要理解并記牢這個實驗定律——焦耳定律。 6.焦耳定律的內容： 電流通過導體產生的熱量與電流的平方成正比，與導體本身的電阻成正比，與通電時間成正比。寫成公式為： Q=I2Rt Q的單位為J，電流、電阻、時間的單位分別為A、Ω、S。 1J＝1A.Ω.S 7.焦耳定律的數學推導：若用電器消耗的電能全部轉化為內能，則W＝Q Q=UIt Q= I2Rt 【例１】 某用電器的電阻絲的電阻為55Ω，接入220V的電路中，在20min內共產生多少熱量？ 8.焦耳定律的導出公式及適用范圍 Q＝I2Rt=＝Pt=UIt=Pt 在所有的電路中，焦耳定律的是適用的，但導出公式只適用于純電阻電路中。因為在非純電阻電路中，如電動機，電流做功只有一部分用來產生熱量，絕大部分都轉化為機械能，即W＝E+Q，在這種情況下，焦耳定律仍然適用所要注意的是，算出的數值僅是其中轉化為內能的那一部分能量（電功） 【例２】 有一電動機，它正常工作時的電阻為5Ω，電流為5A， 正常工作的電壓為220V，通電10min，電動機消耗的電能為多少？產生的熱量為多少？有多少電能轉化為機械能？ 三、 電流熱效應的利用和防護 １． 利用：利用電流的熱效應可以制成電熱器。如：電熱毯、電爐、取暖器等。 ２． 防護：電流通過導體發(fā)熱，也會造成危害。如輸電線在輸電過程中有一部分電能轉化為內能造成浪費，導線熱會引起絕緣層的老化而引起火災 【例3】 白熾燈、電烙鐵和電動機上都標有“220V 60W”的字樣，它們都在額定電壓下工作相同的時間，比較三個用電器產生的熱量是……（ ） A．白熾燈最多 　　　　B．電烙鐵最多 C．電動機最多 　　　?。模粯佣? 【例4】 電爐的電阻絲熱得發(fā)紅,而與它串聯(lián)的銅導線卻不發(fā)燙,這是因為銅導線…………（ ） A．電阻較大 B．電阻較小 C．通過的電流較大 D．通過的電流較大 【例5】阻值為R的電阻絲,接到電源 上6分鐘燒開一壺水,現在用兩根同樣的電熱絲串聯(lián)起來,燒同樣一壺水,需要的時間是 ( ) A. 12分鐘 B. 4 分鐘 C. 8分鐘 D. 6分鐘 總結：今天學習了哪些內容，同學們小結一下并互相評價. 三．當堂檢測 1. (A)有兩根導線，第一根是2歐，第二根電阻是6歐，加在它們兩端的電壓之比為1:3，通電時間之比為2:1，則它們產生熱量之比為 （ ） A．1:6 B．6:1 C．2:3 D．3:2 2. “220V 40W”的電爐，在照明電路上，使用10分鐘產生了多少熱量？ 3．一只電爐接在220伏的電路上時，用10分鐘可把一壺水燒開，那么接在110伏的電路上時，同樣把這壺水燒開所需要時間是 ( ) A．10分鐘 B．20分鐘 C．30分鐘 D．40分鐘 4．(B)某臺電飯鍋說明書中所列主要數據如表： 額定電壓 220V 額定頻率 50Hz 額定功率 440W 額定容積 2.0L 額定煮米量 0.7kg 　　（1）這臺電飯鍋在額定電壓下使用，通過的電流是________A。 　?。?）電飯鍋正常工作15min消耗電能 kwh，產生的熱量是 。 四．課后布置： (1)．預習作業(yè)： 1、(A) 在電路中由于短路等原因引起電流過大時，空氣開關能自動______ 電路，俗稱“跳閘”。 2、(A)某同學家的保險絲突然熔斷，換上新的同規(guī)格保險絲后又立即熔斷，這種現象說明電路中存在___ ___故障或用電器的_____ _。 3 (A)使用測電筆時，手要接觸測電筆尾部的 。筆尖接觸電線（或與導線相連的導體），氖管發(fā)光表明接觸的是 線。 4(A)家庭電路中，造成電流過大的原因不可能的是（ ） A、火線與零線短路 B、用電器與電路接線不良 C、接入了大功率的用電器 D、電路中總電阻過小 5．(B)安裝家庭電路時，下列幾種做法中，正確的是 （ ） A．將各盞電燈串聯(lián) B．將插座和電燈串聯(lián) C．將保險絲裝在總開關的前面 D．零線直接進燈座，火線經過開關再進燈座 (2).鞏固練習 詳見《課后練習》