17.3探究电流热效应与电阻的关系

惠州市第五中学物理科组“紧贴生活，激趣导学”教学模式的研究与实践导学案年级九年级第17 章 3 节课时 2 备课人课题17．3 探究电流热效应跟电阻的关系课型实验探究课审核人学习目标(一)知识与技能1、通过科学探究，认识电流的热效应跟导体电阻的关系(二)过程与方法1、学会从理论上进行论证，认识导体消耗的电功率和电阻的关系(三)情感态度与价值观1、了解电流热效应的应用，关注科技进步和社会发展重点难点重点：1、探究认识电流的热效应跟导体电阻的关系难点：认识导体消耗的电功率和电阻的关系前知识电能与电功、探究灯泡的电功率引入新课学法指导疑难梳理实物观察实物观察引出电流热效应----电流通过导体，导体会发热，这叫做电流热效应。

导学过程学法指导疑难梳理一演示实验①通电电炉丝热得发红，而跟其串联的导线却几乎不发热。

②观察和比较“220V 100W”和“220V 15W”两只电灯泡发光时的亮度，再仔细观察灯丝的粗细。

启发学生思考：电流的热效应是否跟导体的电阻有关?提出实验研究的课题，先让学生设计实验方案，教师再引导。

细心观察二合作探究一、活动1：实验探究：电流热效应跟电阻的关系教材首先提供一种实验电路，指导学生明确实验设计的原理，如：①为何采取串联方式?②如何比较电流通过导体产生热量的多少?——根据等质量的煤油温度上升多少表示。

本实验尤其要注意两支温度计的示数一定要同时读记。

实验结论：当电流一定时，导体的电阻越大，产生的热量就越多。

精确的实验表明：在电流一定时，导体产生的热量跟电阻成正比。

实验完成后，接着让学生讨论研究当电压一定时，电流的热效应和电阻的关系。

把学生分成两大组去分别研究，最后汇总。

结论：当电压一定时，导体的电阻越大，产生的热量就越少。

精确的实验表明：在电压一定时，导体产生的热量跟电阻成反比。

活动2：分析论证：电流热效应跟电阻的关系指导学生学习理论推导的方法，总结出P=I2R。

此式表明：电流相等时，在一定的时间内，导体产生的热量跟电阻成正比。

探究电流的热效应跟电阻的关系一、教学目标与要求1、通过实验探究过程，认识电流热效应跟电阻的关系；2、掌握控制变量法在实验探究中的应用；3、学习用控制变量的方法设计研究电流热效应跟电阻可能因素关系的电路图；4、学习用分析论证的方法在推导电流热效应跟电阻的关系；5、培养学生良好的实验习惯、实事求是的科学品质和团结精神。

二、教学准备1、演示：电炉一只，100W和50W电灯泡各一只，各种电热器；2、学生（两人一组），低压电源，开关，导线，秒表，两只装有等质量煤油的容器，瓶塞上插有温度计，瓶塞上的接线柱连有阻值不同的电阻丝。

三、教学过程1、引入新课（学生看老师演示）演示1：教材25页图17-8(a)为什么电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发热？演示2：教材25页图17-8(b)为什么接在家庭电路中的灯泡，100W的要比15 的的要亮？2、新课教学(1)什么是电流的热效应？导体中有电流通过时，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应.(2)根据实物让学生分析电炉丝与导线，100W灯泡与15W灯泡电阻的关系与它们产生的热量的关系。

①演示1中电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，而电炉丝产生的热量比导线的热量多得多，是否可以认为电阻越大，产生的热量越多呢？②演示2中两灯泡灯丝材料，长度相同，但100W的灯丝明显比15W的灯丝要粗，可见100W灯丝电阻比15W灯丝电阻小。

而100W的灯泡产生的热量比15W的灯泡产生的热量多，那么是否又可以认为电阻越小，产生的热量越多？前后得到的结论截然不同的原因何在？(3)正比还是反比？①提出问题电流产生的热量跟哪些因素有关？②进行猜想，提出假设（引导学生分析影响电流热效应的因素）电流产生的热量可能跟电流的大小，电压的大小，导体电阻的大小以及通电时间长短有关。

这个猜想是否正确？③设计实验活动1：研究电流一定时，电流的热效应和电阻的关系。

教材26页图17-9为某同学设计的电路图。

讨论：为何要采用串联电路？如何比较电流通过导体产生的热量的多少？容器内为何要装有等质量的煤油？④学生进行实验注意（提醒学生）：煤油的初温度在通电前测定；两支温度计要同时读数；至少记录三次，填入表格。

第3节探究电流热效应跟电阻的关系要点精讲一．电流的热效应1. 电流通过导体时，电能要转化成热能，这个现象叫做电流的热效应。

2. 利用电流的热效应可以制成电炉子.电饭锅.电暖气……。

这些利用电流热效应工作的用电器称为电热器。

但是电流的热效应并不总是有利：导线过热容易引起导线老化，元件过热易使元件的稳定性变差，易损坏……因此很多的用电器都设置了散热窗和散热风扇，目的就是为了让电流产生的热迅速散发到空气中，避免由于温度过高对用电器产生的损坏。

二．与电流热效应相关的因素如果电能都转化成了热能而没有产生其它形式能，那么消耗了多少电能就产生多少热能。

如果消耗的电能用W表示，产生的热量用Q表示，则W＝Q。

当通电时间相同时，电热器的功率越大，消耗的电能越多（WP=t），产生的热能越多。

在电流相同的情况下，电阻越大，电热器产生热的功率越大。

（电流相同时，电能转化成热的功率跟导体电阻成正比）典型例题【例1】电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线都不怎么热，为什么【答案】因为铜导线和电炉丝串联，根据Q=I2Rt，通过的电流是相等的，但铜导线电阻比电炉丝的电阻小得多，所以电炉丝热得发红，而铜导线却不怎么热【解析】根据通过的电流产生的热量不同，进而判断，电炉丝很热，但跟电炉丝连接的铜导线都不怎么热【例2】如图所示，是电吹风机送热风的工作电路，对应的额定功率为1100 W。

将它接入到电压为220V电路中，正常工作(送热风)10 min，电吹风机消耗的电能为 J。

如果电热丝电阻为48.4Ω，则此时电热丝消耗的功率为 W，在10 min内它产生的热量为 J。

【答案】6.6×105，1000，6×105【解析】根据公式Q=Pt，P=1100W，t=10min=3600s，所以Q=6.6×105电热丝热冷。

安徽铜都双语学校自主发展型人本跨界大课堂物理学道九年级班姓名日期12月16日编号1703课题：§17.3 探究电流的热效应跟电阻的关系课型设置：自研·互动45分钟+ 展示45分钟一、学习目标: 1.认识电流的热效应跟电阻的关系； 2.学会控制变量法进行研究设计； 3.知道焦耳定律的内容和表达式；4.会应用焦耳定律Q=I2Rt进行简单计算；5.了解电流的热效应的利弊。

1.根据下面提供的思路，自主完成推导。

这个式子表明：当电流相等时，在一定时间内，导体产生的电热跟三、当堂反馈（10 + 8 min）1.两电阻阻值之比为R1:R2=2:3,若把它们串联在电路中，相同时间内产生的热量之比为；若把它们并联在电路中，相同时间内产生的热量之比为。

2.一台电风扇、充电器、电烙铁，它们的铭牌上都标有“220V 100W”的字样，现把它们分别接在220V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（）A.电烙铁B.充电器C.电风扇D.一样多3（江苏南京）为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图23所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度．(1)实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了控制相同；(2)绐图中的装置通电一段时间后，切断电源．根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到的，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系．4.一根40Ω的电阻丝接在36V的电源上，在2min内产生的热量是多少？5（青海）电热水壶由于使用方便、高效，巳成为家庭常用的电器之一。

下面是某电热水壶的铭牌。

要将lL 20℃的水烧开(在标准大气压下)，此电热水壶需正常工作3min 20s的时间。

则：(1)水吸收的热量是多少?(2)电热水壶消耗多少电能?(3)电热水壶的热效率是多少?四、培辅课：（附培辅单）疑惑告知：效果描述：五、反思课：今日心得：今日不足：。

17．3 探究电流热效应跟电阻的关系情景引入：小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热，这是什么原因呢？教材研究：问题1---什么是电流的热效应？在实际生活中我们发现：电流通过导体时，导体会发热，这个现象叫做电流的效应。

电流的热效应的应用很广泛，如家庭中的、、、等都是利用电流的热效应的电器。

问题2--探究电流的热效应与电阻的关系（1）请同学们看教材图17-9（a），该同学设计的实验用两个阻值不同的电阻串联，其目的是控制通过两只电阻的相等，进而比较它们的发热现象。

通过精确的实验表明：在电流一定时，导体产生的热量跟导体的电阻成；在电压一定时，导体产生的热量跟导体的电阻成。

（2）对电流的热效应跟电阻的关系，我们可以利用欧姆定律I=U ／R和公式P=UI来进行推导，（a）将欧姆定律I=U／R变形为U=IR，代入P=UI可得出：P= ，可见当电流相同时，导体的发热功率与导体电阻成，那么，当电流相等时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成。

（b）将欧姆定律I=U／R代入P=UI可得出：P= ，可见当电压相同时，导体的发热功率与导体电阻成，那么，当电压相等时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成。

通过上面的分析可知，我们不能简单地说电功率与电阻成正比或是成反比，应注意条件。

典例分析：例1．功率相同的下列四种用电器，分别接入家庭电路中，在相同时间内，通过它们的电流产生的热量最多的是（）A．电烙铁 B.电风扇 C.电视机 D.洗衣机解析题中给出的四个用电器只有电烙铁是”纯电阻性”的用电器,当电流通过时,消耗的电能全部转化为内能,其他三个用电器当有电流通过时,消耗的电能大部分转化为机械能、磁场能等其他形式的能，只有一部分电能转化为内能，所以通过它们的电流产生的热量最多的是电烙铁。

答案 A例2 科技小组的同学用一段1100Ω的电阻丝，制作了一只电烙铁，当把它接在220V的电源上时，通过的电流是多少？它的发热功率是多少？解析本题考查欧姆定律和公式P=I2R的应用。

《17.3探究电流热效应跟电阻关系》教学设计教材分析本节教材从“两个值得注意的现象”入题，要求学生探讨电流通过导体产生的热与电阻的关系,教师应引导学生用探究式实验得出电流产生的热与电阻的定性关系，在此基础上用分析论证的方法得出电流与电阻的定量关系，从而导出焦耳定律，再回到实际生活。

教学目标1、知识与技能目标：知道电流的热效应，知道导体产生的热与电阻的关系，知道电热器发热原理及控制。

2、过程与方法目标：使学生初步掌握“提出问题→猜想设计→设计实验→实验→分析论证→应用的探究环节。

3、情感与态度具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，乐于制作、观察、实验。

教学重难点引导学生从探求中发现，在发现的基础上进一步得出电流产生的热与R的关系，培养学生的初步探究能力。

教学思路手工制作(课前)→激趣导入→猜想假设→设计实验→实验→分析论证→评价应用。

教学用具学具：学生电源(输出电流大于2A)广口瓶2只、量筒、开关、煤油、电阻丝5Ω、10Ω各2只，电炉丝、吹塑板、温度计2只等，按组发放。

教具：除与学具相同，另需电吹风、电炉，投影仪各一。

课前准备要求学生在课前自制电热锯，并切割泡沫塑料等物品，制成五角星、花瓣、面具等，提高学生对本节所学知识的兴趣，并加以制作指导。

教学过程1，激趣导入请几位同学上讲台展示他们各自制作的电热锯及作品，让大家评判他们的作品，并请一位同学当场展示制作(说明：学生会争先恐后展示，借以提高他们学习兴趣)。

大家想了没有，我们为什么会把它叫电热锯，它为什么能切割东西(生：通电会发热)。

导入：导体通电时会发热，把这种现象叫做电流的热效应(板书：电流的热效应)下面我们请同学们用自制的电热锯割开放在你们桌子上的吹塑板，看谁把相同的吹塑板先割开(说明：由于学生自制的电热锯长短、粗细、电流大小不尽相同，割开的时间也不一定相同)。

谁快，谁慢？割开相同的东西，有快有慢，说明什么？(生：有的电热丝产生的热多，有的少)产生的热量有多有少，你们想让你的电热锯切割快一些吗？那就让我们来探究电流产生的热与什么有关吧!2，猜想设计观察你们手中的电热锯，你们猜想电流通过导体产生的热与什么因素有关？(说明：学生猜可能与电阻有关，与电压有关，与电流有关，应鼓励学生发散思维，不要立即用课本中的内容去要求学生)。

17．3 探究电流的热效应跟电阻的关系——焦耳定律1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律。

它是英国物理学家焦耳通过实验总结出来的。

2、公式及单位：Rt I Q 2=，其中I 的单位是A ，R 的单位是Ω，t 的单位是s ，Q 的单位是J 。

电热公式如何选择： 方法：（1）当电能全部转化成热能（内能）的时候，即纯电阻电路（如电热器之类），电热等于电功，即W Q =，求电热的公式有四个：此时：t P t RU Rt I UIt W Q ⋅=====22（2）当电能部分转化成热能（内能）的时候，即非纯电阻电路（如电动机之类或蓄电池充放电），电热不等于电功，即W Q ≠，求电热只能用焦耳定律的公式：Rt I Q 2= 串联电路：2121212121R R Q Q P P W W U U ====（电压、电功、电功率、电热与电阻成正比） 并联电路：1221212121R R Q Q P P W W I I ====（电流、电功、电功率、电热与电阻成反比） 3、电热的利用及防止：（1）利用：电热器是利用电来加热的设备，它是根据电流的热效应来工作的，电热器的重要组成部分是发热体，它是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。

常用的电热器有电炉、电烙铁、电饭煲、电熨斗等。

（2）防止：电流通过导体产生热量过多，应加快散热，如果超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化，甚至烧坏，引起火灾，电动机内装有风扇，电视机外壳带有散热窗，都是为了加快散热。

练习： 1、“验证焦耳定律”实验的思想方法在这个实验中，再次运用了控制变量的方法，请阅读实验内容，思考下列问题：（1）通过观察比较什么现象来说明电流通过导体产生热量的多少?（2）在第一次实验中，为了定性研究电流产生的热量与电阻的关系，应控制哪些条件？怎样控制？（3）在第二次实验中，为了定性研究电流产生的热量与电流大小的关系，应控制哪些条件？怎样控制？（4）在第三次实验中，为了定性研究电流产生的热量与通电时间的关系，应控制哪些条件？怎样控制？（5）通过实验，可以得出什么结论？2、A、B、C是三段“2B”铅笔芯，A、C等长，（8～10 cm），B为A长的一半．按图连接电路，并固定于竖直木板上，用蜡（或凡士林）将火柴粘在铅笔芯上。

17．3探究电流的热效应跟电阻的关系1、教学目标：知识与技能1．通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。

2．知道什么是电流的热效应及其电热现象的实质。

了解焦耳定律。

知道电热现象的应用和控制。

过程与方法3．经历分析论证电热现象跟电阻之间关系的过程，体验科学思维方法，包括数学分析的方法的意义。

4．经历电热现象跟电阻之间关系的验证实验设计过程，领悟实验原理、控制变量方法、实验器材的选择，实验证据的收集、步骤的安排等因素在实验设计中的作用。

情感、态度与价值观5．继续培养学生分析论证和实验验证的兴趣。

能从利弊两个方面认识电热现象，体验辩证的思想观点分析问题。

2、教材说明教材开门见山给出电热效应概念，并提出电热跟哪些因素有关的问题。

接着利用图示方法展现两个电热效果跟电阻完全相反关系的事例，将问题具体到跟电阻是正比，还是反比的关系上来。

然后引导学生经历分析论证和实验设计与验证两个活动过程，进而认识电热跟电阻成正比和成反比的条件。

最后介绍焦耳定律和电热效应的应用与控制。

3、教学建议：本节首先列出两个值得注意的现象作为引言，接着安排了两个段标，即“正比还是反比”和“电流热效应的应用与控制”。

建议本节课用“引出电热效应概念”、“视图提出问题”、“分析论证”、“实验设计与验证”、“介绍焦耳定律，说明电热的应用与控制”五个方面来完成。

重点在分析论证和实验设计与实验验证三个活动过程的组织与安排上。

在本节引言中，教师首先要列举事例说明电热是通电导体的普遍现象，即通电的导体总是会发热的，因此物理学中将这种现象叫做电流的热效应。

接着引导学生看图17-8并阅读图下的文字，说明要解释这两个值得注意的现象，就必须要探究电流的热效跟导体的电阻到底有怎样的关系。

这一段标源于引言中两个有趣的现象，因此，教材在这一段标下安排了实验探究和分析论证两个活动。

第一个活动是实验探究，教材采用图文结合的方式介绍某同学设计的实验，让大家来讨论这个实验的原理。