教科版九上《焦耳定律》學案

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1、物理一學科與學案 旦立匚加r 取制攻 科版九 上《焦 耳定 律》學 案集體 修改 學習目標：1 .知道電流的熱效應，知道利用和防止電熱的場合和 方法。 2 .能理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位。并且會運用公式進 行簡單的計算。 3 .知道科學研究中常用的轉(zhuǎn)換法和控制變量法在本節(jié)實驗中的 運用。 4 .體會科學探究過程。 重,點:：電流產(chǎn)生的熱量跟電阻、電流、通電時間的關系。 難,電：理解焦耳定律。運用公式進行簡單的計算。 導學過程： 一、電流的熱效應 問題1.燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？ 問題2電風扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感

2、覺 ？為 什么？ 電流通過導體時，電能要轉(zhuǎn)化成熱，我們把這種現(xiàn)象叫做電流的熱 效應。 電能在轉(zhuǎn)化為其他形式能的時候，為什么都要發(fā)熱？影響它們發(fā) 熱的因素是什么？ 1 .可能與電壓有美，因為電壓越大，電爐中產(chǎn)生的熱越多； 2 .可能與電阻有關，因為電爐絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導線卻 不乂＜熱； 3 .可能跟電流有關，因為常聽說，電流大容易引發(fā)火災。 電流、電壓和電阻三個量之間是有聯(lián)系的 ，明確了二個量就可 以再確定另外一個量，故我們研究電流、電阻與導體產(chǎn)生熱量的關 系就可以了。 【設計實驗】應采用控制變量法 討論：1.如何研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系 ？ 找兩個電阻 R1

3、,R2串聯(lián)，電流相同，時間相同，R1和R2電阻/、同, 電流產(chǎn)生的熱量小同 2.如何研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系 ？調(diào)節(jié)滑動變阻器改 變通過電阻的電流，保持電阻不變，通電時間不變，電流產(chǎn)生的熱量不 同 3汝吸］■比較電流產(chǎn)生熱量的多少 ？（轉(zhuǎn)換法）比較瓶內(nèi)煤油升高 的溫度，然油的溫度升高的高，則電流產(chǎn)生的熱量務 屋 八、、 耳 律 7 / 6 集體修

4、改 【進行實驗】 在甲、乙兩個瓶子里裝著質(zhì)量相等的煤油 ，瓶內(nèi)各安裝一根電 阻絲(如圖所示)。 兩瓶中電阻絲的電阻分別為 R甲=10建、R乙=20建。兩瓶中 各插入了一支溫度計。在測量兩瓶煤油的溫度后 ，閉合開關，通電 100s后再記錄兩瓶煤油的溫度，得到溫度的升高量。把通電時間和 溫度升高量填在表中，這就是表中的第 1組和第3組數(shù)據(jù)。然后， 通電時間改為200s,重復這個實驗，獲得第2組和第4組數(shù)據(jù)并填 在表中。 根據(jù)編號 第3組 第4組 電流/A CL 3 0. 3 電阻/門 20 20 通電時間可 100

5、 200 溫度升高魔/ 3 6 表2 乙瓶中的數(shù)據(jù) 課后反思 表】甲瓶中的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)編號 第1組 第2組 電流/A 0. 3 0. 3 電阻/R 10 10 通電時間八 100 200 溫度升高量/七 1.5 3 (1) 如果想探究“同一導體，在通電電流不變時，其發(fā)出的 熱量和加熱時間有什么關系” ，應對比哪兩組數(shù)據(jù)？口 得出什么結論？ 1、2組或3、4組，結論：在電流相同，電阻相同時，通電時 年級 學科與學案 集體修改 間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。  （2）如果想探究 兩個不同的導體 ，在通電電流和通電時間都 相等時，其

6、發(fā)出的熱量和導體的電阻大小有什么關系” ，應對比哪兩 組數(shù)據(jù)？可得出什么結論？ 1、3組或2、4組，結論：在電流相同，通電時間相同時，電阻 越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 隨后，調(diào)節(jié)了滑動變阻器，使通電電流增大為原來 2倍，重新進 行相同的實驗，記錄兩瓶煤油溫度的升高量和加熱時間的數(shù)據(jù)如 下。 敢懶玲 第5盥 第璃 電郝A 0 6 0l6 電阻n 10 通電時間s 100 2W 盤城開柘此X $ 12 表3用需中的題番 稀編號 第『犯 笫&量 電4A 必6 現(xiàn) 6 電臥口 20 20 通電時間升 酬 溫度升高量T 12 料

7、 表4石瓶中的數(shù)據(jù) （3）如果想探究“同一導體（電阻不變），在通電時間相等時，其發(fā) 出的熱量和通過的電流大小有什么關系” ，應對比哪兩組數(shù)據(jù)？可得 出什么結論？ 1、5組,2、6組,3、7組,4、8組結論：電阻相同,通電時間相同，電 流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 二、焦耳定律 1 .推導電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻、通電時間三者的定量關 系，對于純電阻電路 電流所做的功全部用來產(chǎn)生熱量 Q=W=UIt 根據(jù)歐姆定律U=IR,所以Q=W=IR*It=I 2Rt 2 .英國物理學家焦耳通過大量的實驗于 1840年最先精確地確 定電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比 ，

8、跟導體的電阻 課后反思 成正比,跟通電時間成正比的結論 ，于是人們?yōu)榱擞涀∷?，把這個規(guī)律 叫做焦耳定律。其公式為:Q=I2Rtc 公式中的電流I的單位要用安培（A）,電阻R的單位要用歐姆（◎）, 通過的時間t的單位要用秒 ⑸這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）。 年級 學科與學案 思考：電爐絲通過導線接到電路里 ，電爐絲和導線通過的電流 相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不熱？ 集體修改  例題：一根 60 ◎的電阻絲接在 36V的電源上，在5min內(nèi)共廣 生多少熱量？ 分析:只有一根電阻絲連入電路 ，屬于純電阻電路，電流所做的 功全和再來產(chǎn)生熱量 Q=W=U 2/R

9、*t 解：由題知：R=60Q U=36V t=5min=300s(注意時間的單位是 5) Q=W=U 2/R*t=(36V) 2/60 Q *300s=6480J 總結：對于純電阻電路，計算電流產(chǎn)生的熱量還可以使用哪些推 導公式？ 練習：趙強同學家中什-個電動機 ，已知該電動機的線圈電阻 為100 ◎，當他將這個電動機接在家庭照明電路中 ，通過的電流是 1A,通電10 min,電流所做的功是 —J產(chǎn)生的熱量是 Jo 易出錯誤：電動機不是純電阻電路 ，電流所做的功只有一部分 產(chǎn)生熱量。必須選擇普遍使用的公式計算。 三、電熱的利用和防止 1 .任何用電器工作時都是產(chǎn)生電熱。因為

10、用電器都是由一定阻值 的導體組成的，導體中或多或少在都有電阻 ，所以電流通過這些電阻 時都會發(fā)熱。 2 .電熱的利用 凡是加熱的裝置都利用了電熱。請大家舉一些實子說明。 電熱器是利用電流的 制成的加熱設備，如：電 熱水器、 電熱毯等。 優(yōu)點：清潔衛(wèi)生沒有環(huán)境污染、熱效單局、方便控制和調(diào)節(jié)溫 度。 3 .電熱的防止 不是想把電能車t化為熱能，而是想轉(zhuǎn)化為機械能、化學等裝置的 用電器都需要防止電熱的產(chǎn)生。 如電視機的散熱窗、電動機的散熱風扇等。 四、課堂測試 一級目標： 1 .電流流過導體時，導體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫 。 2 . 一個電爐接在家庭電路上 ，通過的電流是 4

11、 A,則它的功率是 kW,它在1 min可放出的熱量是 . 課后反思 年級 學科與學案 3.某校師生為了開展科學實驗 ，自制了一電烘箱，用來烘干儀 集體修改 器。電烘箱的電阻絲通過的電流是 5 A的時候，每分鐘口」產(chǎn)生 6.6 X  104 J的熱量，求這臺電烘箱的電功率和電阻絲工作時的電阻。 4.有幾位同學課后討論電流通過導體產(chǎn)生熱量這個現(xiàn)象時 ，發(fā)表 了以下幾種意見，你認為其中錯誤的是 A.當導體兩端的電壓一定 ，通過的電流一定時，通電時間越長放出 的熱量就越多 B.只要導體的電阻大，通電時間長,放出的熱量就 定多 C.電流通過導體放出熱量的

12、過程 ，就是電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的過程 二級目標： 例題：兩電阻絲的電阻分別為 4。和6 C,將它們串聯(lián)使用電 流之比為 ,電壓之比為 ,電功率之比為 ,相同 時間產(chǎn)生熱量之比為 ;將它們并聯(lián)時,電流之比為 。 電壓之比為 ,電功率之比為 ,相同時間產(chǎn)生熱量之比 為 。 規(guī)律:串聯(lián)電路電流相等 ,電壓、電功、電功率、電流產(chǎn)生的熱 量都與電阻成正比，并聯(lián)電路電壓相等，電流、電功、電功率、電 流產(chǎn)生的熱量都與電阻成反比 1 .要使電熱器在單位時間內(nèi)的供熱量減半 ，以卜方法中正確的是 A.電阻絲小艾，把加在它兩端的電壓減小一半 B.電阻絲不變，把通過它的電流減小一半 C.保持電壓不

13、變，使電阻絲的電阻減半 D.把電熱器的電阻和加在它兩端的電壓均減小一半 關鍵:選擇正確的計算公式 ，用Q=U2/R*t還是用Q=I2Rt。 2 .若通電導體的電流增加到原來的 3倍，那么在相同的時間內(nèi)， 導體產(chǎn)生的熱量將增加到原來的 倍. 易出錯誤:電流是原來的 3倍，電流的二次方應是原來的 9倍 3 .一根電阻絲通電 16min后將一壺水燒開，如果將這根電阻絲 對折并聯(lián)在同一電源上需要 min將這壺水燒開。 課后反思 年級 學科與學案 集體修改 易出錯誤：電阻絲對折后，長度變?yōu)樵瓉淼?1/2倍，同時橫截面 積變?yōu)樵瓉淼?倍，電阻變?yōu)樵瓉淼?/4倍 三

14、級目標： 1 .如圖為一臺電熱水器的電路示意圖 .當開關S閉合時，電熱器 處于加熱狀態(tài)，功率為440 W;當S斷開時，電熱水器處于保溫狀態(tài) 整個電路的功率為 22 Wo求 (1)當S閉合時，電熱水器工作5 min,電流產(chǎn)生熱量為多少焦耳? (2)當開關S斷開時，R2的阻值多大？ 2 .如圖是一種雙溫電熱器，R2為電熱板，a,b是溫控開關的兩個觸 點，調(diào)節(jié)S可以使飲水機處于加熱或保溫狀態(tài) ，處于保溫狀態(tài)時，S與 點接觸，若R〔=3R2則飲水機在加熱與保溫時消耗的電功率之比 是 。 課后反思 提示:根據(jù) P=U2/R,總電壓不變，S接b時R2連入電路，電阻較 小，電功率較大為加熱狀態(tài)，S接a時R1、R2串聯(lián)，電阻較大，電功率 較小，為保溫狀態(tài)