北师大版 九年级物理上册 第十三章 第四节《电流的热效应》电子教案
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第四节电流的热效应
一、教学目标:
(一)知识与技能
1.知道电流的热效应.
2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。
3.了解生产和生活中如何利用电流的热效应来为人类服务,了解电流热效应带来的危害及防止的措施。
4.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、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”培养学生设计记录表格、进行实验收集数据、分析数据得出结论等科学探究能力。
2、通过实验探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”,进一步学习控制变量法的科学研究方法,体会替代的研究思想。
3、通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。
4、通过学习电流热效应的应用实例和危害的防止措施,培养学生将所学知识应用于实际的能力。
(三)情感态度价值观
1、通过经历科学探究的过程,使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值;
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、通过了解物理学家焦耳的事迹,培养学生不懈追求的科研创新精神,激发学生热爱科学的情感。
二、教学重点与难点:
教学重点:通过实验探究电流热效应跟电流和电阻大小的关系。
教学难点:组织指导学生在探究过程中认真观察、分析,并得出正确结论。
三、教学资源:
演示用:热得快等电热器、串并联电路示教板、长度横截面积相同的锰铜丝、镍铬丝(2
个)、导线、电源、实验报告单、计算机与多媒体技术。
四、教学过程:。
电流的热效应教材分析:电流的热效应是北师大版初中物理教材九年级第十三章第四节的内容.教材在学生学习了电能、电功率知识后及时地安排了本节课,它是对电能、电功率的一个应用的总结,也是对家庭用电安全部分的一个铺垫,所以本节是本章的重点内容之一,它起到承上启下的作用. 教学目标:知识与能力目标1、知道什么是电流的热效应;2、知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定量关系;3、掌握焦耳定律的内容及其数学表达式;过程与方法目标1、通过实验探究电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间的关系,培养学生设计实验、分析现象、得出结论等科学探究能力.2、通过实验探究,进一步学习控制变量法的科学研究方法.情感态度价值观目标通过实验,培养学生严谨的科学态度.通过对焦耳了解,学习其可贵的科学精神.教学重难点:教学重点探究实验探究电流产生热量与哪些因素有关.教学难点焦耳定律的理解和应用.课前准备:1、教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件.2、学生预习本课内容,收集有关资料.3、实验器材:学生电源、导线、滑动变阻器、开关、电流表、烧瓶、不同阻值的电阻丝、温度计.教学过程:一、复习旧课:1、什么是电功它的公式是什么2、什么是电功率如何计算二、激发学习动机:以家庭使用电热毯不当引起火灾的案例引出电流的热效应.学生以家庭使用电热毯不当引起火灾为例,思考问题:为什么电热毯使用不当会引起火灾引导学生思考电热毯将电能转化为内能,从而引出电流的热效应的概念.三、讲授新知识:一电流的热效应1、电流通过导体时,会将电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应.2、电流的热效应在生活中的应用电热毯就是利用电流的热效应制作的,通电后可以供人们取暖,那么生活中还有哪些用电器是利用电流热效应工作的电饭煲、热水器、电水壶等二探究电流产生热量与什么因素有关提出问题:电流产生热量大小与什么因素有关呢猜想:通电时间.因为烧一壶水,通电时间越长,水的温度升高越多.结合电炉丝工作时发热多而导线发热少的例子猜想与电阻有关.结合用电器过多引起火灾猜想与电流有关.提问:电流、电阻和时间都是可以测量,但是电流产生热量怎么测量呢放出热量多少可以通过加热煤油煤油比热容小,加热温度上升比较快,使实验现象更明显,缩短实验时间,观察煤油上升的温度来判断转换法.实验探究一:电流产生热量与通电时间的关系教师引导学生阅读课本,按照课本电路图组装,进行实验,要求电阻和电流不变,改变加热时间,进行实验,结论实验数据,分析数据可知.结论:在电阻和电流相同时, 通电时间越长,电流产生的热量越大.实验探究二:电流产生热量与电流大小的关系提问:怎么设计实验探究电流产生热量与电流的关系如何控制电阻和通电时间相同,使电流不同呢学生阅读课本,了解如何控制电阻和通电时间相同,使电流不同.教师引导学生按照课本图16-14安装,要求电阻和通电时间相同,通过移动滑动变阻器,改变电流进行实验,学生将数据记录在表格中,根据数据分析得出.得出结论结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,电流产生的热量越大.实验探究三:电流产生热量与电阻的关系提问:怎么设计实验探究电流产生热量与电阻的关系应该控制什么相同,什么不同学生讨论,教师引导得出:将阻值不同的两电阻串联使两电阻中的电流相等,分别加热质量相同的煤油,观察并记录相同时间后煤油的温度.教师介绍仪器,让学生看秒表并每半分钟记录一次煤油的温度.根据数据总结结论.结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电阻产生的热量越大.教师引导学生总结:电流越大,电阻越大,通电时间越长,电阻产生热量越多,介绍焦耳发现焦耳定律.三焦耳定律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.所以电热计算公式:Q=I2Rt教师利用课件介绍焦耳,纪念他在物理学中做出的贡献和它的科学精神.四电热作用有害的一面教师利用课件介绍哪些方面要降低电热的产生.提问:导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热呢你知道吗学生积极讨论,教师根据学生思考和回答的情况进行引导.点拨:导线与电炉丝串联电流相等,但电炉丝的电阻比导线电阻大得多,根据焦耳定律Q=I2Rt知,在电流、通电时间相等时,电阻大的产生热量较多,所以电炉丝很热,而导线却不热.四、巩固运用:1、下列用电器中,利用电流热效应工作的是 BA、电视机B、电热毯C、电风扇D、电脑2、如图所示是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是 CA、U甲=U乙,Q甲=Q乙B、U甲<U乙,Q甲>Q乙C、U甲<U乙,Q甲<Q乙D、U甲>U乙,Q甲<Q乙3、某电饭锅内有R0=44Ω、R=2 156Ω的两根电热丝,将它们接入电路.如图,当S分别置于“1”挡和“2”挡时, 1 挡是保温状态,当S接“2”挡时,电路中的电流大小是 5 A ,通电100 s电路产生的热量是1、1×105J.五、检查评价:师:通过本节课学习,你学到了什么生:讨论、交流后得出:我们知道了电流的热效应;焦耳定律.师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估.布置课后作业.六、间隔性复习:在后面的教学安排中进行此环节.教学反思:本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学.在此种教学模式的探索中,我总结出如下:从学生反馈的信息来分析:喜爱这样课堂的人较多,原因是:教师讲的少,自己动手机会多;课堂比较轻松;具有挑战性;但也有同学反映部分同学没有积极性,什么也没学到;同组的同学太霸道没有别人动手的机会;这些迹象表明在探究课中如何调动全组同学的积极性组内成员间如何协调教师如何有效监控各个组的动向怎样在探究的过程中加强同学间的协作让每一个学生都得到相应的发展是教师必须关注的问题,也反映出在新的课堂模式下教师的驾驭课堂能力有待进一步提高.。
第十三章电功和电功率第四节电流的热效应首都师范大学附属中学杨光一、教学背景分析本节内容主要是让学生通过生活中用电器的发热现象认识电流的热效应;通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关;在由实验探究得出电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系的根底上,让学生了解焦耳定律,并且能够用焦耳定律说明生产生活中的一些现象。
从学生的知识根底看,学生已经学习了电功与电功率,能够从能量转化的角度分析电流做功时能量的转化情况;学生也在“机械能、内能及其转化〞一章学习过比热容,知道同质量的同种液体,吸收不同热量时升高的温度不同,可以用温度的变化来反映吸收热量的多少。
从学生的日常经验看,学生对生活中用电器发热的现象并不陌生,比较容易认识电流的热效应。
从学生的能力根底看,学生在上一节课完成了完整的探究实验,探究了小灯泡的电功率,实验综合性强,探究能力得到了提高。
结合教学内容与学情分析,本节教学设计的根本思路如下:首先用电热丝切割器切割塑料泡沫,引入新课;然后请学生举出生活中用电器通电后发热的例子,从能量转化的角度进行分析,认识电流的热效应;接着探究电流的热效应与哪些因素有关,通过实验得出定性结论;再介绍电流产生热量与电流、电阻、通电时间的定量关系,即焦耳定律;最后运用焦耳定律说明生产生活中的一些现象。
二、教学目标1.知道什么是电流的热效应。
知道电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流、通电时间的定性关系。
2.通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关,提升科学探究能力,经历设计记录表、进行实验和收集证据的过程,进一步学习控制变量的科学研究方法,体会替代的研究思想,养成严谨的科学态度。
3.通过学习电流热效应的应用和危害防止的实例,树立理论联系实际、将所学知识应用于实际的意识,体会物理知识对生产生活的重要意义。
三、教学重点和难点教学重点:实验探究电流产生的热量与哪些因素有关。
教学难点:理解焦耳定律。
通过实验定性分析电流产生的热量与哪些因素有关,是理解焦耳定律的根底,在实验过程中又可以培养学生制订方案、设计数据表的能力,培养学生的探究能力。
第13章第4节《电流的热效应》说课稿一.说教材:1、教材的地位和作用《电流的热效应》是北师大版初中物理教材九年级第十三章第四节的内容。
本节课内容主要有两部分,一是探究电流的热效应跟电流、电阻的关系,二是电流的热效应的应用与控制。
教材在学生学习了电能、电功率知识后及时地安排了本节课,它是对电能、电功率的一个应用的总结,也是对家庭用电安全部分的一个铺垫,所以本节是本章的重点内容之一,它起到承上启下的作用。
2、教学目标根据全面提高学生素质的总体目标与教学大纲的要求和本节教材内容及学生已有的认识基础,确定本节的学习目标如下:(1)知识与技能通过实验探究,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。
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。
(2)过程与方法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。
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。
(3)情感、态度与价值观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。
3、难点和重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电阻的关系,培养学生的初步探究能力既是本节重点又是难点.关键:做好探究实验,认识现象。
二、说学生通过本章前两节的教学,学生对电能、电功率知识已有了一定的了解。
对于一些探索性问题,学生已有了初步的探究意识,同时也具备了一定的实验操作能力。
他们对很多科学问题总是有很浓的兴趣,很想探究这些问题,但却不知从何下手,实验设计能力有待提高。
三、说教法根据本节课教材内容,学生心理特点和新课程理念,本节课主要采取了以下几种教学方法:1.探究教学法本节课探究的问题是:电流产生热效应跟电阻的关系,这里我将采取了探究教学法。
《电流的热效应》教材分析:《电流的热效应》是北师大版初中物理教材九年级第十三章第四节的内容。
教材在学生学习了电能、电功率知识后及时地安排了本节课,它是对电能、电功率的一个应用的总结,也是对家庭用电安全部分的一个铺垫,所以本节是本章的重点内容之一,它起到承上启下的作用。
教学目标:【知识与能力目标】1.知道什么是电流的热效应;2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定量关系;3.掌握焦耳定律的内容及其数学表达式;【过程与方法目标】1.通过实验探究电流的热效应与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间的关系,培养学生设计实验、分析现象、得出结论等科学探究能力。
2.通过实验探究,进一步学习控制变量法的科学研究方法。
【情感态度价值观目标】通过实验,培养学生严谨的科学态度。
通过对焦耳了解,学习其可贵的科学精神。
教学重难点:【教学重点】探究实验探究电流产生热量与哪些因素有关。
【教学难点】焦耳定律的理解和应用。
课前准备:1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
3.实验器材:学生电源、导线、滑动变阻器、开关、电流表、烧瓶、不同阻值的电阻丝、温度计。
教学过程:一、复习旧课:1.什么是电功?它的公式是什么?2.什么是电功率?如何计算?二、激发学习动机:以家庭使用电热毯不当引起火灾的案例引出电流的热效应。
学生以家庭使用电热毯不当引起火灾为例,思考问题:为什么电热毯使用不当会引起火灾?引导学生思考电热毯将电能转化为内能,从而引出电流的热效应的概念。
三、讲授新知识:(一)电流的热效应1.电流通过导体时,会将电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。
2.电流的热效应在生活中的应用电热毯就是利用电流的热效应制作的,通电后可以供人们取暖,那么生活中还有哪些用电器是利用电流热效应工作的?电饭煲、热水器、电水壶等(二)探究电流产生热量与什么因素有关提出问题:电流产生热量大小与什么因素有关呢?猜想:通电时间。
电流的热效应【核心素养】通过感受用电器在工作时会发热这一物理现象,建立电流有热效应这一特性;通过对“电热影响因素”的探究,掌握控制变量法探究实验的方式方法,形成探究实验的核心;由探究实验总结出焦耳定律的表达式,建立由实际到理论形成的过程核心。
【教学目标】1.知道电流的热效应2.理解焦耳定律3.了解电功和电热的关系4.知道利用和防止电热的场合和方法【学情分析】九年级的学生,对科学探究的各个要素已经了解,已经具备了初步的探究能力和小组合作学习的意识。
学生对电流热效应的应用很熟悉。
本节课对“电热影响因素”的探究重点不放在完整的探究环节以及精密的定量测量上,而是注重渗透物理实验探究方法、注重学生对抽象实验的亲身体验上。
【重点难点】重点:通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。
难点:对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
【教学过程】【课前】教师登陆平台,发送《电流的热效应》预习任务,学生完成本节课的预习任务,反馈预习情况,教师根据学生预习情况进行针对性讲解,学生提前了解本节课内容,发现薄弱点,针对性听课。
一、【导入】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?二、【导入】创设情景引入新课电流在电路中做功,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?学生说出常见用电器工作过程中能量的转化。
电流通过导体时电能转化成内能。
三、【活动】新课教学电流的热效应投影:电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电铬铁……这些用电器工作时有什么共同特点?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?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、猜想与假设提示:电热是电流通过电阻时产生的热量,电路中有电压不一定有电流,所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。
导学案课题:13.4 电流的热效应【学习目标】1、知道什么是电流的热效应。
2、通过探究知道电流的热效应与哪些因素有关,进一步了解实验方法——控制变量法,体会替代的研究思想。
(重、难点)3、能举出电热利用实例和电热的危害及危害的防止手段。
(重点)【预习案】【自学导航】1.电热器是利用做功,将能转化为能的装置。
如:、、、和等是电热器。
2.电流的热效应:通电导体会的现象称为电流的热效应。
【探究案】(没有完美的个人,但齐心协力,勇于展示,我们就是完美的团队)【探究一】探究电流的热效应与哪些因素有关1、不同的电器设备,使用时发热的程度不同,即使同一设备,使用不同的时间热的程度也不同。
那么,电流的热效应与哪些因素有关呢?猜想:与有关。
2、对照课本图13-9,该实验中通过比较判断产生的电热的多少,要想比较不同的电热使液体温度升高的不同,应该选用,都相同的液体。
要研究导体产生电热的多少与电阻的关系,应控制不变。
图甲中是通过两导体联,来实现的。
要研究导体产生电热的多少与电流的关系,应控制不变。
图乙中是通过两导体联,来实现的;3、根据课本图13-9做实验,收集数据分析数据得出结论:完成课本121页实验探究内容【探究二】电流热效应的应用和危害的防止1、物理学家焦耳于1840年最先确定了电流产生热量与电流、电阻和通电时间的定量关系,焦耳定律:电流通过导体时产生的热量与成正比,与导体的成正比,与成正比。
2.公式:Q=;Q的基本单位是:。
3、电流的热效应在生产、生活、科研中被广泛应用。
例如,家中的电饭锅、电热水壶等。
电热有利也有弊,电热的危害举例。
【检测案】1.课后第1题,2.课后第3题第 - 1 - 页3.电热杯中电热丝的电阻为55Ω,额定电压为220V,正常工作时每分钟产生多少热量?每小时消耗多少KW.h的电能?【训练案】1、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,比较它们产生热量的多少,结果是 ( )A.一样多B.电风扇最多C.电烙铁最多D.日光灯最多2、电熨斗通电一段时间后,熨斗面很烫,而连接电熨斗的导线却不怎么热,这是因为( )A.导线的电阻远小于熨斗的电阻,导线消耗的电能很少B.通过导线的电流远小于通过熨斗的电流C.导线的散热比熨斗快D.导线外有绝缘皮隔热【教(学)后反思】。
第十三章电功和电功率
第四节电流的热效应
一、知识与技能
1.知道电流的热效应。
2.通过探究,知道电热与哪些因素有关,知道运用控制变量法和转化法探究影响电热的因素。
3.知道焦耳定律内容、公式及适用范围。
二、过程与方法
通过实验培养学生的观察能力。
三、情感、态度与价值观
结合本节教学,培养学生重视实验、事实求是的科学态度。
理解电流热效应,探究电热和电阻、电流以及通电时间关系,焦耳定律。
如何比较电流产生的热量多少;根据实验数据分析得出电流产生的热量和电流、电阻以及通电时间的定性关系。
多媒体(课件)、白纸灯泡、电热水壶、电烤箱图片。
师:出示白纸灯泡、电热水壶、电烤箱图片,让学回忆并思考,把手靠近发光的白炽灯泡,会感到灯泡发热;给热水壶通电可以将其中的凉水加热;给电烤箱通电可以将其中的面包烤熟;那么这些能量从哪里来的呢?
生:电流通过用电器产生热量了,电能转化为内能。
师:电流通过导体发热的现象叫作电流的热效应。
引出本节课的课题。
思考
(1)白炽灯的灯丝热得发光,而与之相连的导线却几乎不发热。
电流通过导体时产生热量的多少与电阻有关系吗?有什么关系?
(2)刚刚发光的灯泡并不热,而过一会儿就会烫手。
灯丝产生热量的多少与发光时间有关系吗?有什么关系?
(3)通电导体产生热量的多少与通过它的电流有关系吗?有什么关系?
让我们一起来探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。
(一)探究电热与电阻、电流大小及通电时间的关系
1.猜想:电流通过导体产生的热量的多少会和哪些因素有关。
请同学进一步体验电取暖器的使用情况进而猜想电流通过导体产生的热量的多少会和哪些因素有关。
引导学生分别以电阻丝发热而电线不怎么发热的现象和高温、低温档工作时、通电时间不同时电阻丝发热程度不同的现象引导学生提出猜想:电热和电流、电阻、通电时间有关。
2.设计实验验证猜想:
师:要对以上猜想进行实验探究,我们该如何设计实验?
生:讨论,交流。
师:请学生回答,并引导学生根据控制变量法得出具体实验方案,并画出实验电路图。
问:如何比较不同导体产生电热的多少呢?
生:用手摸,或用温度计直接测量等方法。
师:引导学生通过转化法比较受热煤油温度升高的多少判断电热的多少。
3.进行实验:
实验一:探究在电流和通电时间相同时,电流产生热量和电阻的关系。
将阻值不等的两个电阻丝分别放在盛有等质量煤油的锥形瓶里,并插入温度计,串联起来接入电路中。
合上开关,观察在两分钟内两支温度计示数升高的情况,并将实验得出的数据填在已发的表格里。
实验要求:电路连接好,将滑片放在阻值最小端,观察并记录初温。
然后再看屏幕上的时钟同时合上开关计时,两分钟后断开开关,并记录末温和电流。
实验二:探究在电阻、通电时间相同时电流产生的热量和电流大小的关系。
利用滑动变阻器使电流减小,再观察两分钟内阻值较大瓶内温度计升高的示数,并记录在表格里。
实验要求:先用试触的方法将电流调小约0.3A左右,再记录阻值较大瓶中煤油初温,并迅速合上开关同时计时,两分钟后同时断开开关并记录末温和电流。
4.分析数据得出结论:
要求学生根据自己实验得出的数据先行分析得出结论。
再视频展示几组学生的实验数据,引导学生得出结论。
显而易见:在电阻、电流大小相等时,通电时间越长,产生的热量越多。
生:总结电流通过导体产生的热量和电流、电阻、通电时间的定性关系。
(二)焦耳定律
师:1840年英国物理学家焦耳通过大量的实验定量得出电流产生的热量和电流的平方成正比,和电阻成正比,和通电时间成正比的定量规律。
给出焦耳定律内容、公式及单位。
说明焦耳定律适用任何电路。
简介焦耳生平和对物理学的贡献。
师:为什么电取暖器通电时电阻丝热得发红,而和其相连导线并不怎么发热?
生:交流,讨论回答。
师:总结学生的答案,并得出结论。
师生交流:
1.焦耳定律的公式:Q=I2Rt
2.单位:I——A,R——Ω,t——s。
则Q——J
例题:一只白炽灯,灯丝正常发光时电阻为44Ω,现将其接在家庭电路中,工作10min,求灯丝所放出的热量为多少?
方法一:
解:由I=U/R=220V/44Ω=5A,由Q=I2Rt=(5A)2×44Ω×600s=6.6×105J。
方法二:
点评:
结合I=U/R,焦耳定律可以推导出两个公式:Q=U2t/R和Q=UIt。
有时,这两个推导公式应用更灵活。
完成本课时对应课后练习。
本节课的教学内容比较抽象,对学生分析、归纳、概括能力的要求也较高,因此,在教学设计中充分利用了现象教学的作用,设计了一系列小实验,引导学生观察实验,以增加学生的感性认识,帮助学生在头脑中建立必要的物理图景。
以此为基础,通过分析、比较、概括,得出相应的结论。
从中也使学生初步认识了通过大量宏观现象的分析、推理来对微观世界进行判断的方法。