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视频标签：电热器,电流的热效应
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视频课题：苏科版物理九下15.3电热器电流的热效应-江苏省 - 常州
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教材分析
从生活中常见的电热器入手,让学生形成一种认识,电流在通过用电器做功时一定会放出热量。进一步,从生活经验出发,引导学生猜测电热的多少与哪些因素有关,从而迅速地切入正题——用实验的方法研究电热与电流、电阻和时间的关系。这样做的好处是体现了物理知识“从生活中来”的指导思想,也体现了物理研究问题的方法。在教学中如何巧妙地启发学生的思维,点燃他们的方案设计的热情,这中间要靠教师善于发现学生思维上的盲点和闪光点,逐步引领学生完善实验的设计。
2教学过程
2.1第一学时
2.1.1教学目标
(一)知识与技能
1、知道电流的热效应.
2、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。
(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”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。
2、培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。
3、注意对学生进行研究方法(控制变量法、转换法)的培养。
(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、使学生通过对英国物理学家焦耳的了解,受到其刻苦钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。(在探究实验的基础上引出焦耳定律,理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。)
2.1.2学时重点
实验探究电热与通过导体的电流、电阻、时间的关系。
2.1.3学时难点
在探究过程中,领会、落实控制变量以及对比观察的基本方法,用焦耳定律解释生产和生活中的一些现象。
2.1.4教学活动
活动1【导入】创设情景，引入新课
引导学生根据日常生活中的现象进行分析:
1、根据上周首届物理节的一个创新小实验。教师演示,你看到了什么?说明了什么?能量是如何转化的?为什么中间先冒烟?这个装置是电热器吗?(问题催发了学生的学习兴趣及探究的欲望。)
2、生活中的一些现象告诉我们,电热与三个物理量电流、电阻、通电时间有关,你能否用所学的知识推导电热与这三个因素的关系?(问题促进了学生理性的思考。)
活动2【活动】提出猜想，理论推导
生活中的一些现象告诉我们,电热确实与三个物理量电流、电阻、通电时间有关,你能否用所学的知识推导电热与这三个因素的关系?(学生思考推导)
理论推导:当满足条件,当消耗的电能全部转化为内能(电热)时,有Q=W (全部转化)
W=UIt,且U=IR ∴Q=W=Pt=UIt=I2Rt ∴Q=I2Rt
活动3【活动】设计方案，实验验证
提出问题:如果我们能通过实验来证明电热确实与这三个因素有关,那么就达到了实验与理论的完美统一!
提出问题:当电热可能同时与电流、电阻、通电时间三个因素有关时,可以用什么方法去研究?怎样研究?尝试画出实验电路图。你可以用什么方法来显示出电热的大小?可以自选器材。
学生设计实验,交流方案
通过学生讨论研究设计出实验电路图:让一组学生把本组设计的电路图画在黑板上,并进一步说明如何分别控制变量进行实验。
(上台展示的学生用了书上加热液体通过温度变化来显示电热的方法,下面的同学补充了容器内的空气的受热膨胀使U型管中液面高度差发生变化,还有一组创新使用了温度升高使物质在溶液中溶解度增大的方法。在短时间内学生用了三种电路图解决了同一个问题,用了三种发上的方法解决了电热的显示问题。)
(设计思路:引导学生分析研究多变量问题的方法--控制变量法,并在实验过程中具体使用,对学生进行研究方法的指导与引导。启发学生提出创新性的问题,注重学生的独立意识和个性发展,允许他们的“针锋相对”,善待他们的“天马行空”,使学生的主体地位得到了充分体现,学习素养得到了提升。吴加澍说,实验探究要“三问”: 这个实验应该怎样做?——知其然 ;这个实验为什么这样做?——知其所以然;这个实验还可以怎样做?——知其所尽然。我希望我的学生能够这样想这样做,所以即使时间紧张,我也尽量创造条件给学生这样的一个平台。))
教师介绍实验器材,实验原理,引导学生观察实验得出实验结论。
① 研究电热Q跟电阻R的关系:当电流I、通电时间t相同时,电阻R越大,产生的电热Q越多。
② 研究电热Q跟电流I的关系:当电阻R、通电时间t相同时,电流越大,产生的电热Q越多。
③ 研究电热Q跟通电时间t的关系:当电流I、电阻R相同时,通电时间越长,产生的电热Q越多。
我们的实验初步证实了我们的理论推导!
由于实验中存在较多的实验误差,我们无法进行更精确的测量……
介绍焦耳定律:焦耳定律是英国物理学家焦耳经过无数次实验探索总结出来的。我们不仅要学习他发现的定律,而且要学习他的刻苦钻研的精神。
(1)内容:电流通过导体时产生的热量,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。注意:“电流产生的热量Q与电流的二次方I2成正比”的含义是:当I1=2I2时,Q1=4Q2
(2)公式:Q=I2Rt
(3)单位:I-安培,R-欧姆,t-秒,Q-焦耳。
(4)说明:焦耳定律是从实验中总结出来的规律,它适用于任何情况下的电热的计算。
活动4【活动】实践应用，服务生活
电流通过导体都要产生热量,有些设备是利用了电流通过导体产生热量,有些设备在工作时电流通过导体产生热量是有害的,为了更好的让电热为人类服务,又要减少电热对人类造成的危害。现在我们利用所学的焦耳定律来解决一些实际问题。
引导学生运用本节课研究的结论解决实际问题。
1、取暖器中的电热丝通电一段时间后电热丝热得发红,而导线却不怎么热,为什么?
取暖器中的电热丝能用超导体来制作吗?为什么?
2、你认为电热丝的制作材料需要有什么特点呢?连接用的导线材料需要有什么特点?
(设计思路:通过对实际问题的分析、讨论,材料的选择运用,提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。进一步加深学生对物理知识的理解。)
活动5【活动】深度研讨 拓展延伸
深度探究的问题依旧来自于学生
(1)两个阻值不同的电阻串联的时候,电阻大的电热大。但两电阻并联的时候,电阻大的电热小,它们矛盾吗?(善问者:刘沁园)
(2)电路消耗的电能与电流产生的热量有何区别与联系?两者什么时候相同,什么时候不同?
(善问者:殷禧阳)
第一个问题:Q与I、R有关系,R越大Q越大;Q与u、R有关系,R越小Q越大;Q与I、U有关系,I、U越大Q越大。前面的就矛盾了?有时候,R越大,Q越大;有时候,R越大,Q越小。哈哈,太有意思了!这么强烈的反差,是多么有趣而且多么惊险啊!我们是走向了混乱还是走向了哲学?其实途径是不一样的,但应当是统一的的。只要是纯电阻,都是可以成立的。至于为什么一会是正比例一会是反比例,那是因为条件不一样的。
第二个问题也是学生相当困惑的。学生尝试解答,教师呢适时的点拔、引导、解惑就可以了。
(问题来自于学生,解决问题还是交给学生,通过问题的解决实现了学生的有序思维、有序表达、有序倾听。)
活动6【活动】构建模型 分析提炼
播放电动机不转时,机械能全部转化为内能的视频
活动7【练习】当堂检测巩固学
1、假设所有导体都没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是 ( )
A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服
甲 乙
2、标有“220V 100W”字样的电风扇、电视机、电烙铁、节能灯正常工作相同时间,消耗电能最多的是( ) 产生热量最多是( )
A.电风扇 B.电视机 C.电烙铁 D.节能灯 E.一样多
3、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:( )
A.U甲=U乙,Q甲=Q乙 B.U甲Q乙
C.U甲U乙,Q甲
4、用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。
⑴实验中通过观察 来比较电流产生的 热量的多少;
⑵为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲乙两瓶中要装入 相同 、 相同的同种液体。为了较短时间达到明显实验效果,液体用 (煤油/水);
⑶为达到实验目的,选用的两电阻丝的阻值 ;
⑷实验结论是
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