2019-2020年九年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 5.3 能量的轉(zhuǎn)化與守恒3.7電熱器第7節(jié)電熱器教案 浙教版【教學(xué)目標(biāo)】1、 進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。2、 知道電流的熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān)。3、 在觀(guān)察實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的基礎(chǔ)上，了解用控制變量法研究焦耳定律。4、 理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用。5、 了解通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題（大膽猜測(cè)結(jié)果）并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與理論推導(dǎo)來(lái)解決問(wèn)題的科學(xué)探索方法。6、 激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。【教學(xué)重點(diǎn)】理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用【教學(xué)難點(diǎn)】理解焦耳定律【教學(xué)過(guò)程】創(chuàng)設(shè)情境、提出課題問(wèn)題1.燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線(xiàn)中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線(xiàn)都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱的發(fā)光，電線(xiàn)的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？問(wèn)題2.假如在照明電路中接入大功率的電路中，電線(xiàn)將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又是為什么？ （教師指出，這些都與電流的熱效應(yīng)有關(guān)）教師：什么是電流的熱效應(yīng)？導(dǎo)體中有電流通過(guò)的時(shí)候，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。教師：你能列舉生活中利用電流的熱效應(yīng)的例子嗎？電流熱效應(yīng)的應(yīng)用教師：電流產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)呢？進(jìn)行猜想、提出假設(shè)教師：請(qǐng)同學(xué)們猜想一下，通電導(dǎo)體放出的熱量可能與哪些因素有關(guān)呢？電流產(chǎn)生的熱量可能與電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小以及通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。教師：這個(gè)猜想是否正確呢？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假設(shè)教師：請(qǐng)同學(xué)們討論一下研究的方法在三個(gè)因素中先固定兩個(gè)因素，改變第三個(gè)因素，觀(guān)察導(dǎo)體放出的熱量與這個(gè)因素有什么關(guān)系，這種方法叫做控制變量法。焦耳定律演示實(shí)驗(yàn)（出示焦耳定律演示器）介紹實(shí)驗(yàn)原理，然后問(wèn)：主要觀(guān)察什么？（兩個(gè)管中液柱移動(dòng)的情況）教師演示實(shí)驗(yàn)，記錄下在同一時(shí)刻兩個(gè)管中液柱移動(dòng)的情況。第一次實(shí)驗(yàn)：在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。第二次實(shí)驗(yàn)：在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系。（引導(dǎo)學(xué)生分析） 第一次實(shí)驗(yàn)。什么相同？什么不同？說(shuō)明什么？引導(dǎo)得出結(jié)論。 第二次實(shí)驗(yàn)。什么相同？什么不同？說(shuō)明什么？引導(dǎo)得出結(jié)論。 問(wèn)：上述實(shí)驗(yàn)中，若通電時(shí)間越長(zhǎng)，管中的紅墨水柱移動(dòng)的距離將會(huì)怎樣？歸納總結(jié)、得出結(jié)論結(jié)論1.在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論2.在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論3.在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。（引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論）師生共同歸納，教師指出，英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律。內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式： 單位：I安，R歐，t秒，Q焦。說(shuō)明：焦耳定律在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的，在此可向?qū)W生講一些有關(guān)焦耳的故事，以激發(fā)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)，不怕困難，勇于攀登的精神。（根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律）若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量， 即 Q=W 又 WUIt根據(jù)歐姆定律 U=IR Q=W=UIt=I2Rt范 例 分 析【例題】一根60歐的電阻絲接在36伏的電源上，在5分鐘內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？【解】課 堂 討 論（先由學(xué)生討論，然后在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行歸納）課文前面“？”中為什么“覺(jué)察不出和燈相連的電線(xiàn)發(fā)熱”？分析：因?yàn)殡娋€(xiàn)和燈串聯(lián)，通過(guò)它們的電流是一樣大，又因?yàn)闊舻碾娮璞入娋€(xiàn)的大得多，所以根據(jù)焦耳定律QI2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線(xiàn)產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱量發(fā)光，而電線(xiàn)卻感覺(jué)不到熱。課文前面“？”中的和電爐相連的電線(xiàn)為什么顯著發(fā)熱？分析：照明電路的電壓是一定的，由P=UI可知，電路中接入大功率電爐時(shí)，通過(guò)的電流大，在電線(xiàn)的電阻相同的情況下，跟電爐相連的電線(xiàn)中通過(guò)的電流比跟燈泡相連的電線(xiàn)中通過(guò)的電流大得多。所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)跟電爐相連的電線(xiàn)產(chǎn)生的熱量比通過(guò)跟燈泡相連的電線(xiàn)產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟電爐相連的電線(xiàn)顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。討論課本本節(jié)中的“想想議議”，讓學(xué)生自己說(shuō)。討論小結(jié)：應(yīng)用公式解釋判斷問(wèn)題時(shí)，必須注意條件。反 饋 練 習(xí)1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟_成正比，跟_成正比。2.指出焦耳定律公式中各物理量使用的單位。3.一只“220V45W”的電烙鐵，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？你能用幾種方法解此題？解題思路：（1） （2） （3） 【小資料】焦 耳焦耳（18181889），英國(guó)物理學(xué)家。他極力想從實(shí)驗(yàn)上去證明能量的不滅。對(duì)發(fā)現(xiàn)和確立能量守定律作出了主要貢獻(xiàn)。1840年，焦耳經(jīng)過(guò)了多次通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電能可以轉(zhuǎn)化為熱能，并且得出了一條定律，導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量同電路的電阻以及電流強(qiáng)度二次方的乘積成正比，即焦耳定律。焦耳并不滿(mǎn)足，在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，仍繼續(xù)探討各種運(yùn)動(dòng)形式之間的能量守恒和轉(zhuǎn)化的關(guān)系。1843年，發(fā)現(xiàn)了熱功當(dāng)量，并測(cè)出其數(shù)值。1850年，他又寫(xiě)了論熱功當(dāng)量的論文，總結(jié)和分析了以往工作的結(jié)果。以后，焦耳繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，不斷提高實(shí)驗(yàn)的精確度，最后得到熱功當(dāng)量的值比現(xiàn)在的公認(rèn)的值只小0.7%，從當(dāng)時(shí)的條件來(lái)看，這樣的精確度是驚人的。焦耳在科學(xué)道路中勇于攀登，不怕困難，精益求精的精神，很值得大家學(xué)習(xí)。