电热器电流的热效应 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
电热器电流的热效应
南京第五十四中学杨书忠
［设计意图］
学生对于控制变量法的实验的印象应该说是比较深刻的，但是在结论的叙述上也存在一定的问题，特别是焦耳定律这样有三个变量的公式，而且对于电功和电热在认识上和计算上都存在着误区，所以针对这样问题，在教学设计上采取了学生自主复习，教师重点强化训练的方法，通过典型例题讲解和练习，对典型实例分析解释，来加深学生的印象，提高学生理解和分析、计算能力。［复习目标］
1、认知目标复习
（1）了解生活中常见的电热器，知道它们在工作过程中的能量转化；了解电热的应用及其危害；
（2）通过复习知道电流通过导体所产生的热量与哪些因素有关；知道焦耳定律的公式；
2、技能目标培养
通过复习进一步加深学生对控制变量法和串并联电路特点的认识；能正确认识电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系，掌握电流通过导体所产生的热量计算方法；能够用电热的知识解释实际生活中的问题。3、情感目标体现
通过电热的应用及其危害的认识，有助于培养学生全面辨证地观察分析问题的能力；
［复习重点和难点］
1、复习重点识别电热器，知道电热器工作时的能量转化；知道电流通过导
体所产生的热量与哪些因素有关；知道焦耳定律的公式并会计算电热；
施教策略学生自主复习，教师引导分析归纳
2、复习难点对电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系的认识以
及会用电热的知识解释实际生活中的问题。
克服办法典型例题讲解，对比（或类比）分析，强化训练
［教具和学具］
多媒体电脑实物投影
［课前准备］
1．电流做功的过程实质上是电能转化为__________能量的过程，当电流通过电水壶时，电能转化为_________能。
2、电流通过导体产生的热量跟__________成正比，跟__________成正比，
跟__________成正比。这个结论是______国科学家__________经过大量实验确定的，它的数学表达式为________________。
3．已知两个电阻R1:R2=3:2，把它们串联在电路中时，两端的电压之比U1:U2= ，相同的时间内，R1和R2中电流做功之比W1:W2= ，两个电阻消耗的功率之比P1:P2= ，R1和R2在相同的时间内产生的热量之比Q1:Q2= 。
4．已知两个电阻R1:R2=3:2，把它们并联在电路中，通过两电阻的电流之比
I1:I2= ，相同的时间内，R1和R2中电流做功之比W1:W2= ，两个电阻消耗的功率之比P1:P2= ，R1和R2在相同的时间内产生的热量之比Q1:Q2=
实验复习
电热计算例2：
在图1所示的实验电路中，R1、R2
是
两个电阻圈，R1>R2，电阻圈上各
夹一
根火柴. 接通电路，一会儿观察
到两
电阻圈上的火柴先后被点燃，这
说明
电流通过电阻时会产生热，将
能转
化为能. 若继续进行以下实
验：
(1) 断开开关，待两个电阻圈完
全冷却，再重新各夹一根火柴，
使变阻器接
入电路的阻
值较大. 接
通电路，经
历时间t1，
R
1
上的火柴先被点燃. 这说明
.
(2) 断开开关，待两个电阻圈完
全冷却，再重新各夹一根火柴，
使变阻器接入电路的阻值较小.
接通电路，经历时间t2，R1上的
火柴先被点燃，比较发现t2小于
t
1
. 由此推理
。
（3）实验采用的是的研究方
法，实验设计依据的是电流的
效应。
请同学们一定要注意，这个实验
的结论都有两个相同的前提条
件，不少同学会将时间相同疏忽
了，甚至根本没有前提条件的结
论都是不完整的。
例3：“220V 40W”的电炉，在
照明电路上，使用10min产生了
多少热量
大家看到该同学的解法，是正确
的。但有没有更好的解法呢
教师板演：∵电流做功全部转化
为内能∴Q=W=Pt=40W×
600s=24000J
也就说该题可以用焦耳定律的公
学生回答：电能转化为内能
学生回答：在电流和通电
时间相同的情况下，电阻
越大，产生的热量越多。
学生回答：在电阻和通电
时间相同的情况下，电流
越大，产生的热量越多。
学生回答：控制变量
热效应
学生板演:I=U/R=220V/40W
=2/11A,R=U2/P=(220V)2/40W
=1210Ω,O=I2Rt=(2/11A) 2
×1210Ω×600s=24000J
学生回答：因为电炉是电热
器，电流所做的功全部转化
为热量，所以可以用Q=W
=Pt来解更简单。
本题
是泰
洲
05
年中
考试
题改
编，
目的
是加
深学
生对
控制
变量
法实
验认
识，
特别
是在
前提
和结
论的
语言
叙述
上要
准确
完
整。
向学
生指
出有
关电
功电
功率
图1
R1
R2
［教学资源］2004年全国中考试卷精选、2005年江苏省十三市中考试卷汇编［教学评析］
1、复习课，内容多时间紧，所以课前学生自主复习一定要督促落实到实处，这样才能最大限度地提高课堂效益，当然这里面教师对让学生自主复习的内容有个引导问题，引导的好，学生省时省力；引导的不好甚至不布置任务，学生会感觉无从下手；
2、“以考定教”，选择近年来不少中考题作为例题和习题，有其典型性和热点性。让学生知道要考些什么，才能重点明确，复习的针对性更强；
3、从预习、课堂例题、课堂反馈练习到课后作业，反复就一个知识点强化训练，是洋思中学成功的一个重要方面，也是我们应该借鉴的好方法，特别在中考的复习中，更应该大力提倡。
第四节科学探究：电流的热效应 1．知道电流的热效应； 2．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用． 重点 焦耳定律的理解及应用． 难点 做好演示实验，给学生一直观印象 电流的热效应演示器一台，220 V电源、火柴、电阻丝、泡沫塑料块等及多媒体． 一、创设情境，导入新知 老师出示一些电器的图片，让学生观察． 【提出问题】： ①比较它们有何不同？ ②灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？ ③电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？ ④电能在转化为其他形式能的时候，为什么都要发热？影响它们发热的因素是什么？ ⑤它们发热时有什么规律？ 二、自主合作，感受新知 1．电流的热效应． 2 ．探究：电流产生的热跟哪些因素有关呢？ 3．焦耳定律． 4．电热的利用和防止．
三、XX互动，理解新知 1．电流的热效应 电流通过导体时，电能要转化成热，我们把这种现象叫做电流的热效应． 2．探究：电流产生的热跟哪些因素有关呢 【猜想】 (1)可能与电压有关，因为电压越大，电炉中产生的热越多； (2)可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热； 八、、‘ (3)可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾． 电流、电压和电阻三个量之间是有联系的，明确了两个量就可以再确定另外一个量，故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了． 【设计实验】应采用控制变量的方法 (1)如何控制电流一定时电阻的变化？ (2)如何控制电阻一定时电流的变化？ (3)如何比较电流产生热的多少？ 进行演示实验 介绍课本上实验． 现象与结论： (1)在通电电源的通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生热就越多． (2)在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生热就越多． 3．焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840 年最先精确地确定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，跟通电时间成正比的结论，这与我
题目：短路电流及其计算 讲授内容提要：三相短路、两相短路及单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 教学目的：掌握三相短路、两相短路及单相短路电流的计算，会根据短路条件进行设备校验。 教学重点：欧姆法和标幺值法计算短路电流的方法，掌握短路热稳定和动稳定校验的方法。 教学难点：欧姆法和标幺值法计算短路电流的方法 采用教具和教学手段：多媒体及板书 授课时间：年月日授课地点：新教学楼教室 注：此页为每次课首页，教学过程后附；以每次（两节）课为单元编写教案。
第三章 短路电流及其计算 本次课主要内容：三相短路、两相短路及单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算 计算过程：绘出计算电路图、元件编号、绘等效电路、计算阻抗和总阻抗、计算短路电流和短路容量。 一、欧姆法进行三相短路计算 22 ) 3(3∑ ∑ += X R U I C K 计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。 、电力系统的阻抗计算 OC C S S U X 2= 、电力变压器的阻抗计算 2)(N C K T S U P R ?≈ N C K T S U U X 2 100%? ≈ 、电力线路的阻抗计算 l R R WL 0= l X X WL 0= 、阻抗换算 2'' )(C C U U R R = 2'' )(C C U U X X = 三、标幺制法三相短路电流计算 、基准值 基准容量 MVA S d 100= （可以任意选取） 基准电压 c d U U = （通常取短路计算电压） 基准电流 C d d d d U S U S I 33==
基准电抗 d C d d d S U I U X 2 3= = 、元件标幺值： 电力系统电抗标幺值： OC d d C OC C d S S S S S U S U X X X ===*//22 电力变压器电抗标幺值： N d K d C N C K d T T S S U S U S U U X X X ?=?==*100%/100%2 2 电力线路电抗标幺值： 22/C d O d C O d WL WL U S l X S U l X X X X ?===* 、短路电流标幺值及短路电流计算 *)* 3()3(2) 3()3(1 3/3/∑ * ∑ ∑∑* = =====X I I I I X X S U U S X U I I I d d K K d C C d C d K K 、三相短路容量 ** ) 3()3(33∑ ∑== =X S X U I U I S d c d C K K 四、两相短路电流的计算 ∑ =Z U I C K 2) 2( 866.02/3/) 3()2(==K K I I 五、单相短路电流的计算 ∑ ∑∑++=321)1(3Z Z Z U I K ? 工程计算 0 )1(-= ??Z U I K 第四节 短路电流的效应和稳定度校验 一、短路电流的电动效应和动稳定度 动稳定度校验 一般电器： )3(max ) 3(max sh sh I I i i ≥≥
教学设计 课题：电流的热效应 一、教学设计思路 1．本节课体现了新课标理念 （1）本节课从一个简单的用“热得快”烧水的生活现象，通过引导学生回忆生活中用电器的发热现象，让学生体会电流的热效应，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新课标理念。 （2）本节课设计成体现物理新课标理念的以学生为主体，经历科学探究的探究课，探究的课题是影响电流热效应的因素，其中特别注意引导学生通过实验事实，归纳、概括出影响电流热效应的因素，使学生得到创造、探索的训练。 2．本节课体现了高效型课堂教学理念——优化的教学设计 本节课重视问题情境的创设和思维动机的激发，通过引导学生主体积极参与教学，主动的探究和建构知识。传统的教学常把这节课上成实验验证焦耳定律的规律课，忽视了课题的方法教育功能（实验方法、控制变量法）和学生思维能力、探究能力的培养。因而我力图将本课题的教学转变成为师生共同参与的启发问题探究课，在实验中以实验为载体展开过程，以问题为线索将课堂教学组织起来，通过积极创设问题情境，力求使实验与思维有机结合，层层递进，使学生始终处于积极参与探究的状态之中，充分展现物理课教学的特点和魅力。 3．本节课培养了学生的创新意识和实践能力。 随着探究问题的提出，让学生分别观察比较：1、电炉丝接入电路中时，电炉丝和电线中流过相同的电流，为什么电炉丝热得发红，电线的发热却觉察不出来。2、假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。并分析它们的电流、电压、电阻关系，作出合理的猜想：电流的热效应可能与电流的大小、电阻的大小及通电时间有关。接着让学生小组讨论设计实验、自主学习、相互合作交流，体会自然规律的探究历程。在教师的指导下，发现规律，及时总结，从而实现对新知识的建构。并通过多媒体展示，优化课堂教学，提高效果。
15.3电热器电流的热效应 一、学习目标 1 ?能通过实例，认识电流的热效应。 2?能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。3?会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。 4 ?体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。 二、复习提问 1. 电功的大小与哪些因素有关？如何计算？ 2 ?能说出一些用电器工作时能量的转化情况？ 电流在电路中做功，可以将电能转化为其它形式的能，如电动机、电灯发光、电视机工作……。当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？这是什么原因？ 三、进行新课 (一)电热器 投影：电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电烙铁……这些用电器工作时有什么共同特点？ 电流的热效应：电流通过导体，将 ________ 能转化为 ____ 能，这种现象称为电流 的 _______ 。 (二)影响电流热效应的因素 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？说明什么？ 探究：影响电流热效应的因素 (1)、提出问题 电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？ (2)、猜想与假设 电流通过导体产生热量的多少与___________________________________ 有关。
你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？ （3）、设计实验 ①要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，应控制_____________ 相同，不同。要保持电流相同，则应把电阻丝________________________ 连接。通过比较 来反映产生热量的多少。 ②要研究电流通过电阻产生热量与电流的关系，应控制___________________ 相同，不同。 ③要研究电流通过电阻产生热量与时间的关系，应控制___________________ 相同，不同。 （4）、进行实验 实验（一）研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系 1 ?通过比较_____________________ ，来反映电流通过电阻放出热量。 2 ?设计实验数据记录表格 分析实验数据，可以得出__________________________________________________ 实验（二）研究电流通过电阻产生热量与电流的关系 分析实验数据，可以得出_________________________________________________ 实验（三）研究电流通过电阻产生热量与时间的关系 有以上实验，可知通电时间越长，电流通过电阻产生热量 ___________ 。
2019-2020年九年级物理下册 15.3 电热器电流的热效应课后作业1 苏 科版 班级姓名 1. 实验表明，电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成 正比，跟成正比。这个规律叫定律，可用公式表示。 2．一段导体两端的电压是24V时，通过的电流是0.5A，则导体的电阻是Ω，这段导体消耗的电功率是 W，通电10s产生的热量是 J。 3．电熨斗通电一段时间后，熨斗表面很烫，而连接电熨斗串联的导线却不怎么热，这是因为通过他们的电流_____(相等/不相等)，而导线电阻比熨斗电阻___(大/小)得多。 4．有额定电压、额定电功率均相同的电风扇、电烙铁、日光灯，各自在额定电压下正常工作相同的时间，产生热量最多的是______,消耗的电能_______(相等/不相等)。 5．在如图所示的电路中，R1=15Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表的 示数为0.4A．则R1两端的电压为 __ V，通过电阻R2的电流为 __ A。若通电100秒，R2产生的热量为 __ J。 6．一只电热器接在照明电路中，5min产生的热量为2.64×105J，则通过该电热器的电流是A，电热器正常工作时的电阻是Ω。 7．将阻值为R甲=40Ω和R乙=10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是______．若将两电阻并联后接在4V的电源上，1min内两电阻产生的总热量为_________J．8．电动机工作时两端电压为U，电流为I，电动机线圈的电阻为R，则该电动机工作时输出的最大机械功率为_________． 9．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A．笔记本电脑 B．电冰箱 C．电风扇 D．电暖器 10．电炉丝坏了，去掉1/5后，仍接在原电源上，在相同的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（） A．5∶4 B．4∶5 C．5∶1 D．1∶5 11. 把两根电热丝并联接到电源上，相同时间发出热量较多的一定是（） A．通过电流较大的 B．两端电压较大的 C．电阻较大的D．以上三个都对 12．关于电热的利用，下列说法中正确的是（）A．电热对我们来说总是有利的 B．电饭锅是利用电流热效应的原理制成的 C．电热对我们来说总是不利的 D．电视机工作过程中没有产生电热 13．如图所示是研究电流热效应的部分电路，A电阻丝的阻值小于B 电阻丝的阻值．比较通电后两根电阻丝两端的电压U A、U B以及它们在相同时间内产生的热量Q A、Q B， 以下关系中正确的是（） A．U A=U B，Q A=Q B B．U A＜U B，Q A＞Q B
习题和思考题 3-1.什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路故障的原因有哪些？短路有哪些危害？短路电流计算的目的是什么？ 答：所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路，其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有： （1）电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 （2）运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关（部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置），检修后忘拆除地线合闸等； （3）自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘，大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。因此，短路将会造成严重危害。 （1）短路产生很大的热量，造成导体温度升高，将绝缘损坏； （2）短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏； （3）短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热而烧坏； （4）短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便； （5）严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃； （6）单相对地短路时，电流产生较强的不平衡磁场，对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。 计算短路电流的目的是: （1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
第三节《电热器电流的热效应》教案（苏科版初三 下）⑵ ［设计意图］ 学生关于操纵变量法的实验的印象应该讲是比较深刻的，然而在结论的表达上也存在一 定的咨询题，专门是焦耳定律如此有三个变量的公式，而且关于电功和电热在认识上和运算 上都存在着误区，因此针对如此咨询题，在教学设计上采取了学生自主复习，教师重点强化 训练的方法，通过典型例题讲解和练习，对典型实例分析讲明，来加深学生的印象，提高学生明白得和分析、运算能力。 ［复习目标］ 1、认知目标复习 〔1〕了解生活中常见的电热器，明白它们在工作过程中的能量转化；了解电热的应用及其危害； 〔2〕通过复习明白电流通过导体所产生的热量与哪些因素有关；明白焦耳定律的公式； 2、技能目标培养 通过复习进一步加深学生对操纵变量法和串并联电路特点的认识；能正确认识电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系，把握电流通过导体所产生的热量运算方法；能够用电热的知识讲明实际生活中的咨询题。 3、情感目标表达 通过电热的应用及其危害的认识，有助于培养学生全面辨证地观看分析咨询题的能力；［复习重点和难点］ 1、复习重点识不电热器，明白电热器工作时的能量转化；明白电流通过导体所产生的 热量与哪些因素有关；明白焦耳定律的公式并会运算电热； 施教策略学生自主复习，教师引导分析归纳 2、复习难点对电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系的认识以及会用电热的知识讲明 实际生活中的咨询题。 克服方法典型例题讲解，对比〔或类比〕分析，强化训练 ［教具和学具］ 多媒体电脑实物投影 ［课前预备］ 1. __________________________________________ 电流做功的过程实质上是电能转化为 _____________________________________________________ 能量的过程，当电流通过电水壶时，电能转化为_________ 能。 2. __________________________________ 电流通过导体产生的热量跟 ____________________________________________ 成正比，跟___________ 成正比，跟 ___________ 成正比。那个结论是 ______ 国科学家__________ 通过大量实验确定的，它的数学表达式为_________________ 。 3. 两个电阻 R:R2=3:2，把它们串联在电路中时，两端的电压之比U:U2= ______ ，相同的时刻内，R和R2中电流做功之比W:W2= ___________ ，两个电阻消耗的功率之比 P1：P2= ____ , R1和R2在相同的时刻内产生的热量之比Q：Q2= ______ 。
短路电流产生的热效应及力效应 1 短路电流的热效应 在电力系统中短路发生时，短路电流会经过电力系统的供电元件流向短路点，由于短路发生时短路电流会达到2KA 至20kA的电流，在大电流的作用下使得电力系统中的供电元器件生热，产生热效应。由于短路会产生很大的电流，所以其产生的热量也要远远大于在正常工作时所产生的热量。因为短路发生和持续的时间很短，使得在短路时产生的大量热量不能够及时散发，导致供电元器件温度急剧上升。根据一般性金属导电材料都规定了其相应的短路最高温升，进行短路热效应计算的目的就是使金属导体的短路发生时，其最高发热温升不超过短路最高温升。只有符合这一要求，供电系统在短路时才具备热稳定性。 导体的截面积都有相应的关系，所以如表1.1导体材料短时发热允许温度所示，在短路时设备的最大允许温升，进行核对保证设备的热稳定性。 表1.1 导体材料短时发热允许温度 序号导体种类和材质允许温度（℃） 1 母线及导线：铜320℃ 铝220℃
钢（不和电器直接连接时）420℃ 钢（和电器直接连接时）320℃ 2 油浸纸绝缘电缆：铜芯，10KV及以下250℃ 铝芯，10KV及以下200℃ 20-35KV 175℃ 3 充油纸绝缘电缆：60-330KV 150℃ 4 橡胶绝缘电缆150℃ 5 聚氯乙烯绝缘电缆120℃ 6 交联聚氯乙烯绝缘电缆：铜芯230℃ 铝芯200℃ 7 有中间接头的电缆（不包括第5项）150℃ 当短路电流流经导体时，在电流的作用下导体发热，由于短路发生和持续时间很短，电流引起的发热量全部由导体本身吸收，用于提高导体自身的温度。短路所引起发热量与短路持续的时间、导体材料的比重、导体的长度有关。 短路电流使导体发热的微分方程式： （1.1） 根据导体的起始温度积分到导体发热的最终温度，上式简化转换为： （1.2） 再导体中流过的电流值不等于短路瞬时电流，而是等于短路稳态电流，这时与产生的热效应相等。则上式可简化为：
2018年九年级物理全册-第十六章-第四节-科学探究：电流的热效应教案-(新版)沪科版
第四节科学探究：电流的热效应 【教学目标】 一、知识与技能 1.知道电流的热效应. 2.知道电流产生的热量跟通电时间、电流大小、电阻大小的定性关系. 3.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用. 二、过程与方法 1.通过实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力. 2.通过焦耳定律的教学培养学生解决一些简单问题的能力. 3.通过教学培养学生的科学研究方法(控制变量法、转换法等). 三、情感、态度与价值观
【巩固复习】 教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固. 【新课引入】 教师出示一些用电器的图片，让学生观察，并提出问题： （1）比较它们有何不同？ （2）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？ （3）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？ 学生讨论、回答：灯泡发热，电风扇的电动机发热. 【新课引入】 师电流产生的热量跟哪些因素有关呢？为什么正常情况下电线不会起火？而发生短路或
接入电路用电器总功率过大时会引起火灾呢？ 要弄清这些问题，下面我们就一起来学习第四节科学探究：电流的热效应. 【预习指导】 阅读课本P129-133文字内容和插图，把基本概念、规律、规定、公式等用红色笔做上记号，并完成对应练习册中“课前预习”部分，然后，各小组内部交流讨论，提出预习疑问，组长做好记录，准备展示. 【交流展示】 1.各小组代表举手发言，报告“课前预习”答案，教师评价订正. 2.学生质疑，教师指导释疑. 【拓展探究】 电流的热效应 学生小组内部交流讨论，回答下列问题，教师指导订正. 师生产、生活中电热有哪些应用？哪些地
《电热器、电流的热效应》教学案 主备人：黄健 学习目标： 1．知道电热器在工作过程中的能量转化情况，知道电热器一般都是由电阻构成。 2．通过探究知道电流通过导体所产生的热量与哪些因素有关；知道焦耳定律的表述.适用范围和计算公式。 3．知道用转换法表示电热大小的方法.途径，进一步加深对控制变量法的认识，进一步熟悉电表和滑动变阻器的使用方法。 学习重点： 1．会应用控制变量法设计探究影响电热大小的实验； 2．影响电热大小的因素；知道焦耳定律的公式并会计算电热。 学习难点： 用转换法设计反映电热大小的实验装置；有依据地猜想影响电热大小的因素。根据实验现象归纳结论。 学时安排：1学时 课前准备： 1．观察你家中的用电器，完成下列填空。 ⑴通电后能够发光的用电器有哪些？______________________________ ⑵通电后能够发出声音的用电器有哪些？_____________________________ ⑶通电后能够转动（或运动）的用电器有哪些？________________________ ⑷通电后能够发热的用电器有哪些？_______________________________ 进一步思考： ⑴什么叫电流的热效应？电流热效应产生的原因是什么？ 电流通过导体时，导体会_______，这种现象叫做电流的热效应，或电流通过导体时，将电能___________转化为内能的现象叫做电流的热效应。 ⑵什么叫电热器？ ____________利用电流______效应工作的装置称为电热器。 ⑶通电后不发热的用电器有哪些？_________________________________ 2．仔细观察电热水壶的工作过程，回答下列问题。 ⑴电热水壶在工作时将______能转化为内能，从_____________可以粗略的反映电流产生热量的多少。 ⑵同一个电热水壶，通电相同的时间，什么情况下电流能产生更多的热量？ ___________________________________ ⑶不同的电热水壶，通电相同的时间，什么情况下电流能产生更多的热量？ ___________________________________ ⑷你猜想，电流产生热量的多少可能与哪些因素有关？ ___________________________________ 课堂学习： 1.学习“电热器”的相关知识 ⑴小组内部交流“课前准备”第1题的完成情况，相互补充完善答案。 ⑵推举小组全班展示本组答案。 ⑶师生总结电流热效应.电热器的定义。 ⑷引申：热效应的定义中“电能直接转化为内能”能否说出“全部转化为内能”？为什么？
电热器电流的热效应 【教学目标】 1．知识与技能 （1）知道电流的热效应，电热与哪些因素有关； （2）理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。 2．过程与方法 探究电热影响因素，体会等效替代法和控制变量法。 3．情感、态度与价值观 介绍焦耳对电热探索的过程，引发学生勇攀科学高峰的热情。 【教学重难点】 难点：电热影响因素的实验设计；对焦耳电律的理解。 重点：认识电流热效应；探究电热影响因素；理解及应用焦耳定律。 【教学方法】 引入环节要通过亲身体验让学生认识到电流通过导体会产生热量，完成对电热的感性认识。然后引发讨论，电热的多少会受到哪些因素的影响？ 在完成实验设计后，动员学生参与操作，因为在实验过程中会产生很多细节问题，包括现象的观察和操作流程的解释。在定性地总结出电热对哪些因素有关以后，要强调焦耳是经过了大量的实验，收集了大量数据以后才确定了电热与电流、电阻和时间的定量关系，总结出焦耳定律。一项科学研究或发现对于研究者来讲，其实是要历经很多艰辛才能完成的，让学生在获取知识的同时，给予认知过程以应有的敬畏，增加对焦耳等科学巨匠的认同感。 对焦耳定律内容的教学应注意Q=I2Rt是实验结论，是电热定义式，而非推导公式，要避免与电功的公式混为一谈。在得出推导公式前要注意条件的交代，但不必进行阐述，要给下一课时的学习埋下伏笔。 公式应用以简单的计算和解释生活中的电学现象为主。 【教学过程】
教学过程学生活动设计意图 引入： 实验激趣： 发光一段时间后的灯泡，用手触摸灯泡；使用一段时间后的电风扇，摸触电动机部分，都有什么感觉？ 提出问题：为什么？ 学生回答：电流通过用电器时会出现热效应。 新课教学： （一）电热器 师生交流： 1．家里还有哪些用电器通电后会发热？ 2．课本图中的家用电器有何共同点？我们使用这些电器是为了得到哪一种能量？ 学生归纳： 教师总结： 1．电流热效应是每一种用电器使用时都会出现的； 2．电热器就是主要利用电流热效应工作的装置。 （二）活动：影响电流热效应的因素 1．由生活现象引发思考：电热多少与什么有关？ 2．大胆猜测： 3．设计实验： （1）器材装备： 师生讨论： 你想用什么样的用电器来产生电热？ 准备用什么器材比较出电热的不同？ （2）方法确定：控制变量法转换法 （3）电路连接： 师生讨论： 根据实验的要求，要控制变量，这两根电热丝应 学生参与体验 参与的学生回 答问题 学生举例 归纳总结 学生思考猜测 根据生活实践 和对问题的理解， 讨论解决的办法 进一步完善实 验过程 产生感性认 识 在实验中能 仔细观察认真思 考。 将事物进行 合理分类，是知识 的应用过程。 发散性思维， 是一种知识总结 和提取的过程。 通过学生自 己讨论，思维得以 激发，完善解决问 题的方法。
国际电工委员会IEC标准 出版号865 第一版 1986年 短路电流效应计算 水电部科技情报所标准化室 1987.3 国际电工委员会 短路电流效应计算 前言 1)IEC有关技术问题的正式诀议或协议是由各技术委员会代表对这些问题特别关切的所有国家委员会提出的，它们尽可能地表达出对所涉及问题国际上的一致意见。 2)这些决议或协议以推荐标准的形式供国际上使用，并在此意义上为各国家委员会所接受。 3)为了促进国际上的统一，IEC希望所有国家委员会在其本国条件许可的范围内，采用IEC推荐标准内容作为他们的国家规则。IEC推荐标准和相应的国家规则之间的任何分歧，应尽可能在国家规则中明确指出。 序 本标准是由IEC第73“短路电流”技术委员会负责制订的。 本标准的内容以下表中两个文件为根据： 关于投票的详细情况，可以在投票结果报告中查找。 短路电流的效应计算
1.范围 本标准为计算短路电流效应的标准化方法，共包括如下两部分：第一部分：硬导线和松弛导线的电磁效应 第二部分：裸导线的热效应 只适用于额定电压为72.5kV及以下的交流系统。 2.符号 本标准使用的符号和所表示量值的单位如下表所示： 2.1 第一部分--电磁效应使用的符号 A 导线截面积mm2 a 导线中心线间的距离m as 导线间的中心线距离m a1 导线间的中心线距离m b 与力的方向垂直的组合导线中分支导线的尺寸 c 隔离片或固定无件的影响因数(见图3) d 在受力方向组合导线中分支导线的尺寸 c 隔离惩或固定元件的影响因数(见图3) d 在受力方向组合导线中分支导线的尺寸N/mm2 E 杨氏(young s)模量N F 短路时，两根平行长导线间的作用力N Fd 短路过程中作用在硬导线支持件上的力(峰值)N Ff 短路后，软导线受的张力N Fm 主导线间的力N Fm2 线间短路时，主导线之间的力N Fm3 三相结称短路时，作用在中间心导线上的力N
《电流的热效应》 教师：毕有才 班级：211班 教学目标： 1、知道电流的热效应； 2、能在试验的基础上总结出焦耳定律的内容； 3、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用； 4、知道一般电热器的工作原理及其应用。 教学重点： 焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。 教学难点： 用试验的方法探究焦耳定律。 教学过程： （一）创设情景，引入新课 演示：用“热得快”烧水，不一会儿水就烧开了。 提出问题：是“谁”给了水“热”？ 学生思考并回答：“电流”。 提出问题：第一节中电动机提升重物是将电能转化什么能？用“热得快”烧水，是电能转化为什么能？ 通过类比第一节电动机做功是将电能转化为机械能，学生会得出用“热得快”烧水是电能转化为内能。 教师引导：同学们生活中你一定见过用电器的发热现象，请列举例子。 学生举出生活中电能变成内能的例子。 提出问题：电炉丝接入电路中时，电炉丝和电线中流过相同的电流，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？ 学生回答：可能导线和灯泡的电阻不同 提出问题：假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这是为什么呢？ 学生回答：可能是通过导线的电流较大的原因。 提出问题：点亮的灯泡过一会儿烫手，说明了什么？ 学生回答：可能是时间变长的原因。 教师直接提出问题：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关呢？ 学生通过上述问题的分析，进而猜想到与电阻、电流、通电时间有关。 （二）制定计划
提出问题：怎样判断产生电热的多少？由用“热得快”烧水的实验得到了什么启示？ 学生讨论得出：可以用液体温度升高的多少来反映产生电热的多少。 提出问题：要想比较不同的电热使液体温度升高的不同，液体应该做怎样的限定？ 学生得出用控制变量的思想设计液体的种类、质量都相同。 引导学生用控制变量法研究电流的热效应与导体的电阻、电流、通电时间的关系。提示：要研究导体产生电流的多少与电阻的关系，应控制哪些物理量不变？打算选择哪些器材？画出你的实验电路图。 学生用控制变量法设计实验步骤通过讨论交流，画出电路图，并设计实验记录表格。 让学生仿照上面的方法，设计研究电流的热效应与其他两个因素的关系。 教师引导学生归纳实验步骤及注意事项。 （三）实验探究 教师通过串并联电路示教板与学生共同进行实验探究。（同时教师引导学生分析本实验如何判断产生电热的多少？） 学生观察并将实验数据记录在表格中。 （四）分析与结论 学生分析讨论实验记录，得出：导体的电阻越大，通过的电流越大，通电时间越大，电流的热效应就越显著。进而猜想：电流的热效应与电阻、电流、通电时间成正比。在探究实验的基础上引出焦耳定律，理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。） 教学反思： 本节课体现了物理知识“从生活中来，到生活中去”的指导思想。沿着从问题-实验--结论的过程，得到知识，理解知识。在课堂上一方面要防止学生盲目探究，教师要引导；另一方面要避免直接告诉学生“应该这样”，学生遇到问题时，教师可在思考方向上给以启发、点拨，最后还是要学生自己去思考、实践。 在实施课堂教学后，多数学生反映对推导公式不太理解，特别是与电功的计算公式混淆，在第二课时的教学中要进行辨析理解。我认为在教学中应该强调电热和电功的不同之处，让学生认识到两者的计算公式是存在区别的。
电热器电流的热效应 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
电热器电流的热效应 南京第五十四中学杨书忠 ［设计意图］ 学生对于控制变量法的实验的印象应该说是比较深刻的，但是在结论的叙述上也存在一定的问题，特别是焦耳定律这样有三个变量的公式，而且对于电功和电热在认识上和计算上都存在着误区，所以针对这样问题，在教学设计上采取了学生自主复习，教师重点强化训练的方法，通过典型例题讲解和练习，对典型实例分析解释，来加深学生的印象，提高学生理解和分析、计算能力。［复习目标］ 1、认知目标复习 （1）了解生活中常见的电热器，知道它们在工作过程中的能量转化；了解电热的应用及其危害； （2）通过复习知道电流通过导体所产生的热量与哪些因素有关；知道焦耳定律的公式； 2、技能目标培养 通过复习进一步加深学生对控制变量法和串并联电路特点的认识；能正确认识电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系，掌握电流通过导体所产生的热量计算方法；能够用电热的知识解释实际生活中的问题。3、情感目标体现 通过电热的应用及其危害的认识，有助于培养学生全面辨证地观察分析问题的能力； ［复习重点和难点］ 1、复习重点识别电热器，知道电热器工作时的能量转化；知道电流通过导 体所产生的热量与哪些因素有关；知道焦耳定律的公式并会计算电热； 施教策略学生自主复习，教师引导分析归纳 2、复习难点对电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系的认识以 及会用电热的知识解释实际生活中的问题。 克服办法典型例题讲解，对比（或类比）分析，强化训练 ［教具和学具］ 多媒体电脑实物投影 ［课前准备］ 1．电流做功的过程实质上是电能转化为__________能量的过程，当电流通过电水壶时，电能转化为_________能。 2、电流通过导体产生的热量跟__________成正比，跟__________成正比， 跟__________成正比。这个结论是______国科学家__________经过大量实验确定的，它的数学表达式为________________。 3．已知两个电阻R1:R2=3:2，把它们串联在电路中时，两端的电压之比U1:U2= ，相同的时间内，R1和R2中电流做功之比W1:W2= ，两个电阻消耗的功率之比P1:P2= ，R1和R2在相同的时间内产生的热量之比Q1:Q2= 。 4．已知两个电阻R1:R2=3:2，把它们并联在电路中，通过两电阻的电流之比
第四节科学探究:电流的热效应（第1课时） 1、下列各种方法和措施中,不是为了防止电热危害的是( ) A. 电脑主机中安有电风扇 B. 炎热夏天,连续长时间工作的电视机要停用一会儿 C. 天气潮湿时,长期不用的电器隔一段时间要通一次电 D. 电视机的后盖上有许多散热孔 2、如图所示,R1、R2为两根发热电阻丝,且R1 台电动机正常工作 1 s 消耗的电能为W,产生的热量为Q,则() A. W=3 800 J,Q=200 J B. W=3 800 J,Q=3 800 J C. W=72 200 J,Q=200 J D. W=72 200 J,Q=3 800 J 5.(多选)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。实验现象表明() A. 在电阻相同、通过电阻的电流相同的情况下,电流通过一个电阻的时间越长,这个电阻产生 的热量越多 B. 在通过电阻的电流和通电时间相同的情况下,电阻越小,这个电阻产生的热量越多 C. 在通过电阻的电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多 D. 在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多 6、烧杯中装有质量为100g 的水,在其中放置一个阻值为210 Ω的电热丝。给电热丝通过0.5 A 的电流。在不计热量损失的情况下,通电 1 分钟[c 水=4.2×103 J/( kg·℃)] () A. 电热丝产生的电热为315J,水温升高7.5 ℃ B. 电热丝产生的电热为3150 J,水温升高7.5 ℃ C. 电热丝产生的电热为315J,水温升高75℃ D. 电热丝产生的电热为3150 J,水温升高75 ℃ 7、两个电阻R1=20 Ω和R2=30 Ω串联在电路中,经过一段时间它们产生的热量之比为() A. 1∶1 B. 3∶2 C. 2∶3 D. 4∶9 8、一阻值为60Ω的电热丝接在电源上,通过它的电流为2 A,通电1min 产生的热量为() A. 1.2×102J B. 3.6×103J C.7.2×103J D.1.44×104 J 9、如图所示,甲、乙两个瓶中的电阻丝R1、R2 分别为5Ω、10Ω,两瓶内装有初温相同的等量 第四节科学探究：电流的热效应 【教学目标】 一、知识与技能 1.知道电流的热效应. 2.知道电流产生的热量跟通电时间、电流大小、电阻大小的定性关系. 3.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用. 二、过程与方法 1.通过实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力. 2.通过焦耳定律的教学培养学生解决一些简单问题的能力. 3.通过教学培养学生的科学研究方法(控制变量法、转换法等). 三、情感、态度与价值观 1.通过经历科学探究过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要作用. 2.通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念. 3.通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心. 【教学重点】 1.实验探究电流产生的热量与哪些因素有关. 2.应用焦耳定律解决一些简单问题. 【教学难点】 1.组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确的结论. 2.对焦耳定律内容、公式的理解. 【教具准备】学生电源、导线、开关、滑动变阻器、电阻丝、烧瓶、温度计、水、煤油、多媒体课件等. 【教学课时】1.5课时 【巩固复习】 教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固. 【新课引入】 教师出示一些用电器的图片，让学生观察，并提出问题： （1）比较它们有何不同？ （2）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？ （3）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？ 学生讨论、回答：灯泡发热，电风扇的电动机发热. 【新课引入】 师电流产生的热量跟哪些因素有关呢？为什么正常情况下电线不会起火？而发生短路或接入电路用电器总功率过大时会引起火灾呢？要弄清这些问题，下面我们就一起来学习第四节科学探究：电流的热效应. 【预习指导】 阅读课本P129-133文字内容和插图，把基本概念、规律、规定、公式等用红色笔做上记号，并完成对应练习册中“课前预习”部分，然后，各小组内部交流讨论，提出预习疑问，组长做好记录，准备展示. 【交流展示】 1.各小组代表举手发言，报告“课前预习”答案，教师评价订正. 2.学生质疑，教师指导释疑. 【拓展探究】 电流的热效应 学生小组内部交流讨论，回答下列问题，教师指导订正. 师生产、生活中电热有哪些应用？哪些地方需防止电热？ 生：工厂利用电热炼钢，家庭用电热烧水、做饭、取暖，如电水壶、电饭煲，电取暖器都是利用电热的设备.电线、电视机、电脑等要防止电热危害. 师什么是电流的热效应？列举利用电流热效应的用电器. 生：电流通过导体时电能转化为内能的现象叫电流的热效应,如电灯、电饭煲、电取暖器等. 师电流产生的热量的多少与哪些因素有关呢？教师引导学生猜想发言： 生1：可能跟通电时间有关，因为通电时间越长，电水壶中产生的热越多. 生2：可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热； 生3：可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾. 教师点评后，引导学生设计实验，采用控制变量法和转换法. (一)研究电流产生的热量与通电时间是否有关. 1.电路图： 第6节电流的热效应 班级：姓名：学号： 一、明确目标，自主学习 1．学习目标 1.在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的基础上引出焦耳定律； 2.能通过实验研究导体通电时发热的规律，在实验中接受实验方法的指导：控制变量的方法、比较的方法。 2. 预习内容：可以按知识体系设置，最好分层设置 1、阅读教材p.19前几段，完成问题思考中的第1、2题。 2、阅读教材P19《研究导体通电时发热的规律》的实验部分，完成问题思考中的第2、 3、 二、合作释疑，互相研讨 1、白炽灯泡通电以后，一会儿就热得烫手，电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，这说明电流通过导体后会发热，使导体的温度升高，内能增加，那么，增加的内能从何而来？这种现象叫什么？ 2、根据我们使用电器的经验，很容易想到，发热的多少与通电时间有关：通电时间越长，发热越多。试猜想：导体通电时发热的多少与还与哪些因素有关？可能有什么关系？ 3、①该实验使用什么仪器或方法来比较两个导体（A和B）发热量的多少？ ②为了研究发热量与导体电阻的关系，必须保证其他因素相同（这叫做控制变量法），我们采用什么方法使两个电阻的电流相等、通电时间相等？ ③类似的，为了研究发热量与电流大小的关系，采用了什么方法？ 合作探究 1、分组实验：研究导体通电时发热的规律 （1）实验目的_______________________________________________________。 （2）实验装置如左图所示，请在右边方框中画出实验电路图。 （3）实验步骤： （4）实验数据记录： （5）实验结论：_____________________________________________________________。 三、精心点拨，启发引导 焦耳定律 ①焦耳定律的内容：__________________________________ _____。 ②用_______表示热量，用_______表示电流，用_______表示时间，用_______表示导体的电阻。则焦耳定律的表达式是_____________________。 ③上式各物理量的单位分别是：__________________________________________。 ④使用电炉时，发现电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线并不怎么热，为什么？ 3、试列举你家中有哪些电热器？它们使用多高的电压？它们的功率大约是多少？ 4、认识热功率。 ①定义：_______________________________________________________________。 ②用P表示热功率，则定义式：________________。P的单位是____________。 ③将Q=I2Rt代入定义式，得出热功率的另一个表达式______________。 ④物理意义：_______________________________________________________。 5、①各种电热器和电动机、电视机等非电热器上都有铭牌，上面标明的额定功率是否等于热功率？ ②白炽灯是谁发明的？它的发光原理是什么？它的发光效率高么？为了节约用电，你有什么建议？2018九年级物理全册 第十六章 第四节 科学探究：电流的热效应教案 (新版)沪科版
高中物理第一章电场电流电流的热效应导学案新人教选修
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