《电流的热效应》学案设计_教学设计-查字典物理网

学时：1学时

一、学习目标

1.用实验探究电流通过导体时，电能转化为导体的内能与哪些因素有关;重点通过实验研究方法研究导体通电时发热与导体的电阻之间的关系。

2.了解电流热效应跟哪些因素有关，理解并能够用焦耳定律解决一些实际问题。

3.了解生活中应用焦耳定律的例子，了解节约电能的一些方法。

二、自主学习过程

思考问题：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?

任务一：回忆初中所学内容──电流的热效应

1.使用这些用电器时热量是从哪里来的?

电饭锅把能转化为能;电熨斗把能转化为能;

电暖气把能转化为能;电炉把能转化为能;

它们都是把能转化为热能。

2.举出你家中利用电流热效应(即电能转化为热能)工作的用电器有哪些?你知道使用时能够产生热能的用电器又有哪些?

回忆后，认识以下概念：

①电流热效应：电流流过导体时，导体就要，这种现象叫做电流的热效应。

②电热器：利用电流做功将能转换为能的装置。

③电热器的原理：利用，一般电热器主要由构成。

活学活用

1.试列举你家中有哪些电热器?它们使用多高的电压?

任务二：探究电流的热效应与哪些因素有关?

电流通过灯泡的灯丝时，电能转化为能和能，灯丝变得灼热而发光，这是电流的。给灯泡通电，灯泡的亮度不同，灯泡的亮度与有关。

请观察不同亮度的灯泡：灯丝的不同。长度相同，粗细不同的灯丝，不同。灯泡的热效应跟灯丝的有关系。灯泡的热效应还可能跟灯丝的和有关系。

根据生活体验和阅读教材猜想：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关?

猜想： ;

实验方法：(阅读课本19页)可以控制其他变量不变，叫做法，先研究电热器发出热量与的关系，再研究它与的关系，最后研究与的关系。

演示实验：研究导体通电时发热的规律

1.实验目的：_____________________________________________

2.请画出该电路的实验电路图。

3.实验步骤：

4.实验数据记录：

5.实验结论：_______________________________________________________。

活学活用

在如图所示的实验电路中，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，R1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t1。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。

任务三：认识电流产生热量的表达式──焦耳定律

英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

内容：。

公式：Q=

单位：I— ，R— ，t— ，Q— 。

活学活用

1.下列计算热量的公式中哪一个是焦耳定律的普遍适用公式( )

A.Q=UIt B.Q=

C.Q=I2Rt D.上面三个都是

2.某电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦?

3.想一想：家里使用电炉时，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?

4.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：消耗的电能W和产生的热量Q。

温馨提示：

1.焦耳定律是一个定律，是焦耳通过大量的总结来的，定律揭示了电流通过导体时产生热效应的规律。

2.Q=I2·Rt中的各物理量都是对段电路或同一而言的;

3.导出公式：Q= = .只适合电能转化为内能的。

任务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：_______________________________________________________。

活学活用

1.“220V 40W”的电炉，在照明电路上，使用10min产生了多少热量?

2.一只规格“220V 1000W”的电炉，

求：(1)它在正常工作时的电阻;(2)如果电网电压为200V，则电炉工作时的实际功率(假设电炉电阻保持不变);(3)在220V电压下，电炉每天使用2h产生多少焦耳的热量?一个月(30天)要消耗多少度电?(1度电即1KW·h)

3.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?

任务5：阅读──白炽灯的发明

1879年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的10月21日，这个灯泡开始点亮，持续发光45个小时!1909年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料──—钨。钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合适不过的。

思考问题：

①电流通过白炽灯泡时能量转化情况如何?电动机工作时的能量转化情况又如何?

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?

三、小节本节课的内容

四、课外作业

问题与练习1，3，4。

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