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1、第四節(jié) 電與熱
教學(xué)目標(biāo):1、了解電流的熱效應(yīng)。
2、通過探究,知道電流產(chǎn)生的熱量跟電阻、電流、通電時間的關(guān)系。
3、理解焦耳定律。
教學(xué)重點:理解焦耳定律。
教學(xué)難點:通過實驗探究電流熱效應(yīng)跟電阻、電流、通電時間的關(guān)系。
教學(xué)準(zhǔn)備:電源、開關(guān)、電流表、滑動變阻器、燒瓶、銅絲、鎳鉻合金絲。
課時安排:1課時
教學(xué)內(nèi)容及步驟:
一、導(dǎo)入新課
觀察下面四個電器,回答問題:
(1)圖中四個用電器通電時都會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?
(2)說明電流在工作過程中消耗的電能轉(zhuǎn)化成了什么能?
總結(jié)得出:電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱能,這個現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。
現(xiàn)象: 給電爐
2、通電時,電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻幾乎不熱。
同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題:導(dǎo)線和電爐絲中流過的電流相同嗎?導(dǎo)線和電爐絲產(chǎn)生的熱量相同嗎?今天我們就一起來探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。
二、新課學(xué)習(xí)
1、實驗探究
提出問題:電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)?
學(xué)生猜想:(預(yù)計學(xué)生的猜想為電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量可能與導(dǎo)體的電阻有關(guān),可能跟電流、通電時間等有關(guān)。)
為了驗證大家的猜想是否正確,我們應(yīng)該用實驗來探究。
請問:實驗中該用什么方法來研究?用到哪些實驗儀器?應(yīng)該觀察什么?
實驗方法:控制變量法。
實驗器材:電源、開關(guān)、電流表、滑
3、動變阻器、燒瓶、銅絲、鎳鉻合金絲。
學(xué)生注意觀察兩個瓶中溫度計示數(shù)變化的快慢。
實驗1:探究電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻關(guān)系。實驗1中應(yīng)該控制哪些量不變?
(控制電流和通電時間相同)
學(xué)生實驗,教師巡視,提醒同學(xué)們注意安全。
問:實驗中觀察到什么現(xiàn)象?
現(xiàn)象:兩個瓶中溫度不同,浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計指示的溫度高。
分析:煤油溫度高,說明煤油中的金屬絲產(chǎn)生的熱量多,即電阻大的金屬絲產(chǎn)生熱量較多。
結(jié)論:實驗表明,在電流、通電時間相同的情況下,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。
實驗2::探究電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與電流關(guān)系。
實驗2中應(yīng)該控制哪些量
4、不變?
(控制電阻和通電時間相同)
問:實驗中觀察到什么現(xiàn)象?
現(xiàn)象:兩次瓶中溫度不同,通過電流大的瓶中溫度計指示的溫度高。
分析:通過電流大的金屬絲產(chǎn)生熱量較多。
結(jié)論:實驗表明,在通電時間一定,電阻相同的情況下,通過電流大時,鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量越多。
實驗3:探究電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與通電時間關(guān)系。
實驗3中應(yīng)該控制哪些量不變?
(控制電流和電阻相同)
現(xiàn)象:兩次瓶中溫度不同,通電時間長的瓶中溫度計指示的溫度高。
分析:通電時間長的金屬絲產(chǎn)生的熱量較多。
結(jié)論:實驗表明,在電流、電阻相同的情況下,通電時間越長,鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量
5、越多。
通過以上實驗探究,你可以得到什么結(jié)論?
電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻、電流、通電時間都有關(guān)。即導(dǎo)體的電阻越大、流過電流越大、通電時間越長,產(chǎn)生的熱量就越多。
2、焦耳定律
通過剛才的實驗我們知道通電后產(chǎn)生的熱量和電阻、通過的電流、通電時間有關(guān)系。具體的數(shù)量關(guān)系是怎么樣的?物理學(xué)家焦耳在1840年就確定了他們的關(guān)系,也就是著名的焦耳定律。
引導(dǎo)學(xué)生寫出電功率的表達(dá)式,利用歐姆定律,將二式中U消去,可以得到
產(chǎn)生的熱量也就是在通電時間內(nèi),電流對電阻做的功(消耗的電能)。
???
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)
6、體的電阻成正比,跟通電時間成正比,這就是著名的歐姆定律。
符號的意義及其單位:
看誰做得快:通過110歐電爐絲的電流是2安,產(chǎn)生4400焦的熱量需要多長時間?
同學(xué)們在演算過程中,教師要提醒大家注意:代入計算的時候,要將電流的單位“A”一起平方。
看誰想得快:為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻幾乎不熱?
導(dǎo)線和用電器(電爐或電飯鍋或電燈)中通過的電流相同,但是導(dǎo)線的電阻較小,而那些電器的電阻較大,所以,那些電器發(fā)熱,而導(dǎo)線幾乎感覺不到熱。
三、小結(jié)
1.電流的熱效應(yīng)。
2.焦耳定律。
附:板書設(shè)計
第四節(jié) 電與熱
電流的
7、熱效應(yīng)?:電流通過導(dǎo)體將電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象。
焦耳定律:
習(xí)題精選(習(xí)題來自農(nóng)村遠(yuǎn)程教育資源)
1、下面幾個用電器屬于利用電流熱效應(yīng)工作的是(???? )。
A.電冰箱 ?????B.洗衣機 ?????C.電視機 ?????D.電飯鍋
2、電熨斗通電一段時間后,熨斗面很燙,而連接電熨斗的導(dǎo)線卻不怎么熱,這是因為(???? )。
A.導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電熨斗的電阻,導(dǎo)線消耗的電能少
B.通過導(dǎo)線的電流小于通過電熨斗的電流
C.導(dǎo)線的散熱比熨斗快
D.導(dǎo)線外的絕緣皮隔熱
3、標(biāo)有“220V,50W”的電烙鐵接在220V的電源上,則它的電功率為______W,每分鐘產(chǎn)生的熱量為______J,1小時用電______度。