高中電流的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-09電流的熱效應(yīng)。
第15章第3節(jié)電熱器電流的熱效應(yīng)(2)
課型:新授主備:審核:
班級(jí):姓名:授課時(shí)間:年月日
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、理解焦耳定律,能應(yīng)用公式變形得到焦耳定律變形公式,了解變形公式的適用條件,
2、進(jìn)一步應(yīng)用公式解決有關(guān)家庭電熱器的問(wèn)題。
學(xué)習(xí)重點(diǎn):目標(biāo)1、2
學(xué)習(xí)難點(diǎn):目標(biāo)1
一、預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
焦耳定律:數(shù)學(xué)表達(dá)式為:Q=,電流通過(guò)導(dǎo)體做功,若
電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能則:QW====
。串聯(lián)電路中I一定,R越大單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越。并
聯(lián)電路中,U一定,R越小,I越大(I是平方倍增大)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的
熱量越。
二、合作探究
例題
一電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1Ω,線圈兩端所加電壓為2V時(shí),電流為0.8A,電
動(dòng)機(jī)正常工作.
(1)在求電動(dòng)機(jī)正常工作1min所消耗的電能時(shí),有以下兩種不同的解法
小明解:W=UIt=2V×0.8A×60s=96J
小華解:W=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J
你認(rèn)為哪位同學(xué)做得對(duì),請(qǐng)作出判斷并說(shuō)明理由.
(2)求電動(dòng)機(jī)正常工作1min所轉(zhuǎn)化的機(jī)械能是多少?
三、鞏固訓(xùn)練
1、小李同學(xué)自制了一個(gè)簡(jiǎn)易“電熱驅(qū)蚊器”,它的發(fā)熱元件是一個(gè)阻值為
1.0×104Ω的電阻。將這個(gè)電熱驅(qū)蚊器接在電源的兩端,當(dāng)電源兩端電壓為
220V時(shí),100s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為J。
2、近年來(lái),我國(guó)城鄉(xiāng)許多地區(qū)進(jìn)行了供電線路改造,改造的內(nèi)容之一就是
把電線換成更粗的,使他的電阻,電流在導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量。
在線路改造時(shí),還把電能表?yè)Q成額定電流更大的,改造后家庭中可以使用
的用電器總功率將。
3、假設(shè)所有導(dǎo)體都沒(méi)有電阻,當(dāng)用電器通電時(shí),下列說(shuō)法正確的是()
A.電熱杯仍然能加熱B.電風(fēng)扇仍然能轉(zhuǎn)動(dòng)
C.電飯鍋仍然能燒飯D.電熨斗仍然能燙衣服
4、兩電熱器的電阻之比為2:1,把它們串聯(lián)后接入電路中,在相同時(shí)間內(nèi),
它們產(chǎn)生的熱量之比為,若將這兩個(gè)電阻并聯(lián)在電路中,在相同時(shí)
間內(nèi),它們產(chǎn)生的熱量之比為。
5、一臺(tái)電烘箱,正常工作時(shí),通過(guò)它的電阻絲的電流是4A,電阻絲的電阻
是55Ω,通電1min可以產(chǎn)生J的熱量,消耗J的電能。
四、自我測(cè)試
6、電烙鐵通電后熱得發(fā)燙,而跟電烙鐵連接的銅導(dǎo)線卻不怎么熱。這是
因?yàn)椋ǎ?br>
A、電烙鐵通電后會(huì)發(fā)熱,而銅導(dǎo)線通電后不會(huì)產(chǎn)生熱量
B、通過(guò)電烙鐵的電流大,而通過(guò)銅導(dǎo)線的電流小
C、電烙鐵內(nèi)電熱絲的電阻比銅導(dǎo)線的電阻要大得多
D、電烙鐵內(nèi)電熱絲的通電時(shí)間比銅導(dǎo)線長(zhǎng)
7、要使電熱器在單位時(shí)間發(fā)出的熱量減少一半,可采用的方法是()
A.使其電阻減少一半,其兩端電壓不變
B.使加在兩端的電壓和其電阻減少一半
C.使通過(guò)它的電流減少一半,其電阻不變
D.使加在兩端的電壓減少一半,其電阻不變
五、自我提高
8、CFXB型“220V1100W”電飯煲的原理圖如圖17所示,它有高溫?zé)蠛?br>
燜飯、保溫兩擋,通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié),R0為電熱絲.當(dāng)開(kāi)關(guān)S
接高溫?zé)髶鯐r(shí),電路的功率為1100W,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接燜飯、保溫?fù)鯐r(shí),電
路的總功率為22W.(1)電飯煲在高溫?zé)髶鯐r(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連
接?(2)電熱絲R0的阻值多大?(3)當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)電路
中的電流多大?燜飯、保溫10min,電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為多少?
擴(kuò)展閱讀
《探究電流熱效應(yīng)跟電阻關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)
《探究電流熱效應(yīng)跟電阻關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)
教材分析
本節(jié)教材從“兩個(gè)值得注意的現(xiàn)象”入題,要求學(xué)生探討電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用探究式實(shí)驗(yàn)得出電流產(chǎn)生的熱與電阻的定性關(guān)系,在此基礎(chǔ)上用分析論證的方法得出電流與電阻的定量關(guān)系,從而導(dǎo)出焦耳定律,再回到實(shí)際生活。
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能目標(biāo):知道電流的熱效應(yīng),知道導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系,知道電熱器發(fā)熱原理及控制。
2、過(guò)程與方法目標(biāo):使學(xué)生初步掌握“提出問(wèn)題→猜想設(shè)計(jì)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)→分析論證→應(yīng)用的探究環(huán)節(jié)。
3、情感與態(tài)度
具有對(duì)科學(xué)的求知欲,樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理,樂(lè)于制作、觀察、實(shí)驗(yàn)。
教學(xué)重難點(diǎn)
引導(dǎo)學(xué)生從探求中發(fā)現(xiàn),在發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步得出電流產(chǎn)生的熱與R的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的初步探究能力。
教學(xué)思路
手工制作(課前)→激趣導(dǎo)入→猜想假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)→分析論證→評(píng)價(jià)應(yīng)用。
教學(xué)用具
學(xué)具:學(xué)生電源(輸出電流大于2A)廣口瓶2只、量筒、開(kāi)關(guān)、煤油、電阻絲5Ω、10Ω各2只,電爐絲、吹塑板、溫度計(jì)2只等,按組發(fā)放。
教具:除與學(xué)具相同,另需電吹風(fēng)、電爐,投影儀各一。
課前準(zhǔn)備
要求學(xué)生在課前自制電熱鋸,并切割泡沫塑料等物品,制成五角星、花瓣、面具等,提高學(xué)生對(duì)本節(jié)所學(xué)知識(shí)的興趣,并加以制作指導(dǎo)。
教學(xué)過(guò)程
1,激趣導(dǎo)入
請(qǐng)幾位同學(xué)上講臺(tái)展示他們各自制作的電熱鋸及作品,讓大家評(píng)判他們的作品,并請(qǐng)一位同學(xué)當(dāng)場(chǎng)展示制作(說(shuō)明:學(xué)生會(huì)爭(zhēng)先恐后展示,借以提高他們學(xué)習(xí)興趣)。
大家想了沒(méi)有,我們?yōu)槭裁磿?huì)把它叫電熱鋸,它為什么能切割東西(生:通電會(huì)發(fā)熱)。
導(dǎo)入:導(dǎo)體通電時(shí)會(huì)發(fā)熱,把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)(板書(shū):電流的熱效應(yīng))下面我們請(qǐng)同學(xué)們用自制的電熱鋸割開(kāi)放在你們桌子上的吹塑板,看誰(shuí)把相同的吹塑板先割開(kāi)(說(shuō)明:由于學(xué)生自制的電熱鋸長(zhǎng)短、粗細(xì)、電流大小不盡相同,割開(kāi)的時(shí)間也不一定相同)。
誰(shuí)快,誰(shuí)慢?
割開(kāi)相同的東西,有快有慢,說(shuō)明什么?
(生:有的電熱絲產(chǎn)生的熱多,有的少)
產(chǎn)生的熱量有多有少,你們想讓你的電熱鋸切割快一些嗎?那就讓我們來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱與什么有關(guān)吧!
2,猜想設(shè)計(jì)
觀察你們手中的電熱鋸,你們猜想電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與什么因素有關(guān)?(說(shuō)明:學(xué)生猜可能與電阻有關(guān),與電壓有關(guān),與電流有關(guān),應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維,不要立即用課本中的內(nèi)容去要求學(xué)生)。
肯定學(xué)生的猜想,這節(jié)課我們只探討電流產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系;
指導(dǎo)學(xué)生閱讀23頁(yè)的16-3圖,討論電流產(chǎn)生的熱與什么有關(guān)(學(xué)生有認(rèn)為電阻大產(chǎn)生熱多,也有電阻大產(chǎn)生熱少的),怎樣證明?(實(shí)驗(yàn))
請(qǐng)同學(xué)們拿出學(xué)具,參看器材邊討論邊合作,探討產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系。
各組設(shè)計(jì)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)方案并在講臺(tái)用實(shí)物投影交流,確定實(shí)驗(yàn)方案。
我們要研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電流關(guān)系時(shí),一定要保持什么不變(電壓及通電時(shí)間相同)?要研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電壓關(guān)系時(shí),要保持什么不變?(電流及通電時(shí)間相同)
導(dǎo)體產(chǎn)生的熱如何知道多少?
(生:被煤油吸收,再在中間插入溫度計(jì)顯示)
為什么要放入等質(zhì)量的煤油,且廣口瓶還要相同?
(質(zhì)量相同的煤油溫度升得越多,則表示吸熱越多)
要研究上述兩種情況電路圖怎樣設(shè)計(jì)?在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上得出如下電路圖(實(shí)物圖略)。
3,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
請(qǐng)學(xué)生按照上面的這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,連接電路,并記下容器中煤油的初溫t0及通電后經(jīng)過(guò)相同時(shí)間兩支溫度計(jì)①和②的示數(shù),并填表,測(cè)溫要三次。
投影下表:
I不變的實(shí)驗(yàn):初溫t0
t1t2t3⊿t1⊿t2⊿t3
R1=5Ω
R2=10Ω
U不變時(shí)的實(shí)驗(yàn),初溫t0
t1t2t3⊿t1⊿t2⊿t3
R1=5Ω
R2=10Ω
教師巡視指導(dǎo),注意溫度計(jì)插入的位置。
分組展示各組學(xué)生取得的大量數(shù)據(jù)。
哪個(gè)組能從這么多的數(shù)據(jù)中找到電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系?(生:當(dāng)電流一定時(shí),導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越大;電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越小。
4,分析論證
指導(dǎo)學(xué)生用理論推導(dǎo)法推導(dǎo)P25頁(yè)的定量關(guān)系。(說(shuō)明:這部分內(nèi)容,對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),難度不大,可由學(xué)生自行推導(dǎo))
問(wèn):由推導(dǎo)我們可以得出電流產(chǎn)生的熱與電阻之間有什么定量關(guān)系。
(生:電流一定時(shí),導(dǎo)體的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比,電壓相同時(shí),導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻成反比(板書(shū))。
如果通電導(dǎo)體的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能則所有求電功的公式都可用于求熱量即Q=W(板書(shū)Q=W),電流產(chǎn)生的熱可以進(jìn)一步表示成什么公式?Q=W=U2/Rt=I2Rt(板書(shū)Q=I2Rt)
后者就是著名的焦耳定律,是英國(guó)物理學(xué)家焦耳用了幾十年的時(shí)間,做了大量的實(shí)驗(yàn)才得出的,它的完整表達(dá)是什么?(通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,還跟通電的時(shí)間成正比(板書(shū):焦耳定律)(說(shuō)明:課文中焦耳定律出現(xiàn)得很突然,這樣引入學(xué)生更容易接受)。
5,鞏固評(píng)估
用投影出題,請(qǐng)同學(xué)們交流看法,評(píng)估自己所學(xué)。
(1)要使你手中的電熱鋸產(chǎn)生的熱量多,可以想什么辦法?為什么?
(2)電風(fēng)扇通電后會(huì)發(fā)熱,這些熱量是人們希望得到的嗎?你能想辦法減小電風(fēng)扇的能量散失嗎?
(3)電爐絲熱的發(fā)紅,而與之串聯(lián)的導(dǎo)線并不熱是什么原因?15W燈與100W燈哪個(gè)產(chǎn)生的熱多?為什么?
6,應(yīng)用與控制
要求學(xué)生舉例說(shuō)明熱效應(yīng)有哪些應(yīng)用及家用電器是如何散熱的(學(xué)生回答后,教師展示電爐等電熱器)。
小結(jié)新課
投影:提出問(wèn)題→猜想→實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)→實(shí)驗(yàn)→結(jié)論→應(yīng)用
布置作業(yè):P27頁(yè)自我評(píng)價(jià)與作業(yè)1、2、3
九年級(jí)物理下冊(cè)《電流的熱效應(yīng)》學(xué)案1蘇科版
九年級(jí)物理下冊(cè)《電流的熱效應(yīng)》學(xué)案1蘇科版
【教學(xué)時(shí)間】________【教者】
【教學(xué)目標(biāo)】
1.認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng);
2.知道一般電熱器的發(fā)熱原理,能舉出利用和防止電熱的實(shí)例;
3.理解焦耳定律、公式并能應(yīng)用解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題;
4.培養(yǎng)觀察能力、培養(yǎng)辯正地思考與分析問(wèn)題的能力;培養(yǎng)重視實(shí)驗(yàn)、尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
【重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)方法】
資源庫(kù)【教學(xué)過(guò)程】
一、情景導(dǎo)學(xué):
二、目標(biāo)定學(xué):
三、預(yù)習(xí)探學(xué):
的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。
利用工作的裝置稱為電熱器。
家中的電熱器有。
四、合作互學(xué)和交流助學(xué):
(一)電熱器
1.預(yù)習(xí)交流:的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。利用
工作的裝置稱為電熱器。家中的電熱器有。
2.思考:(1)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),產(chǎn)生電流的熱效應(yīng),根本原因是什么?
(2)電熱器工作過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)了怎樣的能量轉(zhuǎn)化?
(二)影響電流熱效應(yīng)的因素
1.活動(dòng):探究影響電流熱效應(yīng)的因素
(1)說(shuō)一說(shuō):《探究影響電流熱效應(yīng)的因素》實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)方法。
(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),收集證據(jù)。
(3)得出結(jié)論:通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體本身的、通過(guò)導(dǎo)體的
以及通電時(shí)間有關(guān),導(dǎo)體的越大、通過(guò)導(dǎo)體的越大、通電的時(shí)間越長(zhǎng),電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量就越多。
2.焦耳定律
(1)內(nèi)容:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,與電流的平方成,與導(dǎo)體的電阻
成,與通電時(shí)間成。
(2)公式:Q=
A.若電流的單位是安(A),電阻的單位是歐(Ω),時(shí)間的單位是秒(s),
則產(chǎn)生的單位就是()。
B.可變形為I=,R=,t=。
C.如果電流通過(guò)電熱器時(shí),電能幾乎全部轉(zhuǎn)化內(nèi)能,則電熱器產(chǎn)生的熱量
來(lái)源:來(lái)源:等于,即Q=W===。
(3)自學(xué)課本P14例題,說(shuō)一說(shuō):運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),需要注意什么?
3.電熱的利與弊(生活·物理·社會(huì))
電熱的應(yīng)用實(shí)例:
電熱的危害實(shí)例:
五、總結(jié)提學(xué)
六、達(dá)標(biāo)檢學(xué):
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
【教后反思】
九年級(jí)物理下冊(cè)《電熱器電流的熱效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
每個(gè)老師為了上好課需要寫(xiě)教案課件,又到了寫(xiě)教案課件的時(shí)候了。只有規(guī)劃好教案課件工作計(jì)劃,才能更好地安排接下來(lái)的工作!你們會(huì)寫(xiě)多少教案課件范文呢?小編特地為大家精心收集和整理了“九年級(jí)物理下冊(cè)《電熱器電流的熱效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)”,希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
九年級(jí)物理下冊(cè)《電熱器電流的熱效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:
1.知道電流的熱效應(yīng)
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式及其應(yīng)用
3.知道電熱器的原理及構(gòu)造
過(guò)程與方法:
要求學(xué)生能從感知事物提出問(wèn)題自己設(shè)計(jì)動(dòng)手動(dòng)腦探究科學(xué)規(guī)律體會(huì)科學(xué)研究的方法,學(xué)會(huì)科學(xué)探究知識(shí)遷移的方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新的思想和精神,培養(yǎng)學(xué)生的辨證唯物主義精神,滲透實(shí)事求是和科學(xué)獻(xiàn)身教育,激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):
如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究;如何使學(xué)生在科學(xué)探究中掌握科學(xué)研究的方法,培養(yǎng)科學(xué)研究的能力
教法與學(xué)法:實(shí)驗(yàn)、探究啟發(fā)式綜合教學(xué)法
教學(xué)過(guò)程:
(一)引入新課
同學(xué)們有沒(méi)有在家偷看電視的經(jīng)歷,現(xiàn)在情景再現(xiàn):你真看的高興,突然聽(tīng)到你老媽上樓的腳步聲,你迅速關(guān)掉電視,坐回書(shū)桌拿起書(shū),整個(gè)動(dòng)作用時(shí)3秒,自以為是演技高手。但是行走江湖多年的老媽只用手輕輕摸了一下電視,瞬間就變得殺氣騰騰。你痛苦的吶喊:為何它要發(fā)熱?不發(fā)熱難道不行嗎?有個(gè)聲音在你耳邊鏗鏘有力的響起:那是絕不可能的!是誰(shuí)在說(shuō)話?這個(gè)人名叫焦耳。(有趣而貼近學(xué)生的引出使學(xué)生迅速對(duì)本節(jié)課提起興致)
今天我們學(xué)習(xí)的這節(jié)課與這個(gè)人有很大的關(guān)系。
(二)新授
焦耳發(fā)現(xiàn)電流經(jīng)過(guò)所有的導(dǎo)體時(shí)都會(huì)有發(fā)熱的現(xiàn)象,把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。(板書(shū):1.電流的熱效應(yīng)的概念)
你在生活中發(fā)現(xiàn)了哪些現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)呢?
學(xué)生舉例如:手機(jī)發(fā)熱、充電器發(fā)熱、燈管發(fā)熱、電烤箱發(fā)熱、電冰箱外殼發(fā)熱等。(學(xué)生舉生活中的例子,進(jìn)一步加深對(duì)電流的熱效應(yīng)的認(rèn)識(shí))
在同學(xué)們舉的這么多的例子中,有哪些電熱可以為我們所用,哪些我們要防止它帶來(lái)危害呢?
引出電熱器的概念------利用電流的熱效應(yīng)工作的元器件。(板書(shū):2.電熱器的概念)
不同的電熱器的熱效應(yīng)不同,據(jù)此,同學(xué)們可以提出怎樣的問(wèn)題?
影響電熱的因素是什么呢?焦耳當(dāng)時(shí)也提出了和你一樣的問(wèn)題,接下來(lái)他會(huì)怎么做呢-----實(shí)驗(yàn)!實(shí)驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)真理的有效途徑。
當(dāng)時(shí)19歲的焦耳在實(shí)驗(yàn)室里用了四年的時(shí)間潛心研究,與1841年得出結(jié)論并發(fā)表論文,但在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起學(xué)術(shù)界的重視,因?yàn)樗麄冋J(rèn)為只是釀酒師的焦耳不可能研究出電與熱之間的復(fù)雜關(guān)系的。直到一年后,楞次也得到了和他一致的結(jié)論后,人們才開(kāi)始重視焦耳的論文。后來(lái)人們把這個(gè)定律叫焦耳—楞次定律,也叫焦耳定律。(板書(shū):3.焦耳定律)
焦耳把電阻絲盤(pán)繞在玻璃管上,做成一個(gè)電熱器并放入一個(gè)玻璃瓶中,瓶中裝有已知質(zhì)量的水,給電熱器通電并計(jì)時(shí),他用鳥(niǎo)羽輕輕攪動(dòng)水,使水溫度均勻,從插在水中的溫度計(jì)觀察水溫的變化,同時(shí)用電流表測(cè)出電流的大小。焦耳把這樣的實(shí)驗(yàn)做了一次又一次,大量數(shù)據(jù)使他發(fā)現(xiàn):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比,與導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。(用圖片展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))
如果讓你來(lái)驗(yàn)證這個(gè)實(shí)驗(yàn)的正確性,你怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?
影響電熱的因素是:電流、電阻、通電時(shí)間,實(shí)驗(yàn)要用控制變量的法。
電熱的多少如何體現(xiàn)出來(lái)?對(duì)水加熱,用水溫的變化來(lái)體現(xiàn),這里用到了轉(zhuǎn)換法。
思考:對(duì)水加熱需要的時(shí)間較長(zhǎng),如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?
引導(dǎo)學(xué)生答出:對(duì)空氣加熱
圖片展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),視頻播放實(shí)驗(yàn)過(guò)程。(該視頻是讓兩個(gè)學(xué)生在老師指導(dǎo)下提前在課下做好的)
得出結(jié)論:電熱與電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)。我們這樣的實(shí)驗(yàn)還不能得到具體的比例關(guān)系,只有大量的實(shí)驗(yàn)才能說(shuō)明的,這就是為什么焦耳用了四年時(shí)間的緣故。我們課堂上的實(shí)驗(yàn)只是冰山的一角!但是他卻告訴我們要成就大事,就要潛心鉆研、低頭做事。讓我們也靜下心來(lái)投入學(xué)習(xí),投入到對(duì)知識(shí)的渴求和對(duì)真理的追求上來(lái)!(用科學(xué)家的精神觸動(dòng)學(xué)生)
焦耳定律的內(nèi)容如何用數(shù)學(xué)式來(lái)表達(dá)?
學(xué)生回答:Q=I2Rt(板書(shū):3.焦耳定律Q=I2Rt)
焦耳定律表明:電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生熱量,必將消耗電能,那么,電熱與電能有什么關(guān)系呢?
對(duì)于電熱器:消耗的電能全部用來(lái)產(chǎn)生熱量,所以:Q=W,把這樣的用電器叫純電阻用電器。
對(duì)于非電熱器:消耗的電能只有一部分用來(lái)發(fā)熱,例如電動(dòng)機(jī)、燈泡等,所以Q,把這樣的用電器叫非純電阻用電器。
(板書(shū):4.電能與電熱:純電阻用電器Q=W;非純電阻用電器Q)
學(xué)習(xí)焦耳定律對(duì)我們的生活有什么幫助呢?我們可以用它來(lái)幫助我們解決生活中的很多問(wèn)題。(使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)是為了應(yīng)用,為了解決生活中遇到的問(wèn)題的)
例一:用2000W的電燒水壺把2Kg的水從20℃加熱到100℃,需要多長(zhǎng)時(shí)間?已知電水壺的效率是60%,水的比熱容為4.2×103J/Kg℃。
分析:由Q=Cm(t2-t1)可算出水需要吸收的熱量,水壺的效率指的是水吸收的熱量與總熱量的比值,而總熱量是電熱產(chǎn)生,是水壺消耗的電能完全轉(zhuǎn)化而來(lái)的。即,效率=Q吸/W,電能消耗所用的時(shí)間可以用功率的定義式求解。
解:Q=Cm(t2-t1)=4.2×103J/Kg℃×2Kg×(100℃-20℃)=6.4×105J
答:需要535秒。
例二:電動(dòng)汽車(chē)成為未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的方向。若汽車(chē)所用電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為380V,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為2Ω,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為10A,則電動(dòng)機(jī)工作10min消耗的電能為多少焦?產(chǎn)生的熱量是多少焦?
解析:電動(dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)車(chē)的機(jī)械能和電熱兩部分,流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流與電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻的乘積不等于電動(dòng)機(jī)兩端的電壓,所以歐姆定律對(duì)于電動(dòng)機(jī)不適用!
解:消耗的電能W=UIt=380V×10A×10×60S=2.28×106J
產(chǎn)生的熱量
答:消耗的電能為2.28×106J,產(chǎn)生的熱量為1.2×105J。
(這兩道例題能使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)以致用,并且能加深和擴(kuò)充對(duì)電熱的理解)
(三)小結(jié)
學(xué)生談?wù)劚竟?jié)課的收獲:
知識(shí)上知道了電流熱效應(yīng)的概念和計(jì)算方法;
方法上知道了科學(xué)探究的兩種研究方法------控制變量法和轉(zhuǎn)換法;
情感態(tài)度上認(rèn)識(shí)到要凡事要想有收獲,就要踏踏實(shí)實(shí)的認(rèn)真鉆研,靜下心來(lái)不浮躁,做一個(gè)努力的人!
(四)板書(shū)
1.電流的熱效應(yīng):電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)的發(fā)熱現(xiàn)象
2.電熱器:應(yīng)用電流熱效應(yīng)的器件
3.焦耳定律:Q=I2Rt
4.電熱與電能:純電阻用電器Q=W;
非純電阻用電器Q。
5.應(yīng)用(1)計(jì)算用加熱器加熱的時(shí)間;(2)非純電阻用電器消耗的電能與電熱的計(jì)算
(五)課后反思
本節(jié)課在總體設(shè)計(jì)上環(huán)環(huán)相扣,過(guò)程行云流水,過(guò)渡自然,詳略得當(dāng)。
其中的亮點(diǎn)有:1.引出電熱概念時(shí),應(yīng)用了貼合學(xué)生生活的場(chǎng)景,很快抓住學(xué)生的心,縮短了老師和學(xué)生的距離感。2.焦耳研究的過(guò)程與方法用圖片展示后,提出讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要應(yīng)用的方法及實(shí)驗(yàn)改進(jìn),之后視頻播放提前學(xué)生錄制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,在節(jié)省時(shí)間的基礎(chǔ)上做到了重點(diǎn)突出,讓學(xué)生理解和經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程,使學(xué)生具有科學(xué)的思維和科學(xué)探究精神。3.告訴學(xué)生課堂上的實(shí)驗(yàn)只是冰山一角,焦耳花費(fèi)了四年的時(shí)間,告訴學(xué)生做對(duì)的事就要堅(jiān)持到底才有收獲。用科學(xué)家的精神觸動(dòng)、感染學(xué)生,使他們理解在科學(xué)上“堅(jiān)持自己”的重要性,讓學(xué)生擁有科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任。4.兩個(gè)例題設(shè)置上具有對(duì)比性,能很好地讓學(xué)生掌握難點(diǎn)知識(shí),建立正確的物理觀念。
本節(jié)課的總體指導(dǎo)思想是圍繞著物理核心素養(yǎng)中的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任來(lái)設(shè)計(jì)的,淺層次上做到了使學(xué)生感興趣、重難點(diǎn)容易掌握,深層次上做到了培養(yǎng)學(xué)生的物理素養(yǎng),教學(xué)上收到了很好地效果。