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三教上人(A+版-Applicable Achives)焦耳定律教学目标一、知识目标1.知道在电流相同的条件下,电能转化成热能的功率跟导体的电阻成正比.2.知道利用电热和防止电热的场合和方法.二、能力目标1.通过实验探究电流的热效应与电阻大小的关系,培养学生的观察分析能力和概括能力.2.通过本节内容的学习,培养学生应用物理知识解决简单问题的能力.三、德育目标1.通过电热的利用和防止知识的学习,认识到科学是有用的,激发学生学习物理、热爱科学的兴趣.2.在学习的过程中,渗透辩证唯物主义的思想.教学重点通过实验探究电流热效应跟电阻大小的关系.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.教学方法探究法、观察法、讨论法.教具准备学生用:烧瓶、温度计、铜丝、电炉丝、导线、煤油、电源.演示用:电炉、电熨斗、热得快等电热器、投影仪.课时安排1课时教学过程一、引入新课师同学们根据自己的生活经验,一定能举出许多电能变成热能的例子.通过对电能的学习,大家已经了解电流通过导体时,导体会发热,谁还记得这是电流的什么效应?生这叫电流的热效应.师在前面课程小灯泡的发光实验中,同学们曾有意地去触摸过小灯泡,感觉小灯泡(同学们一起说)热.有没有同学触摸过导线,如小灯泡连接的导线热不热.生我摸过,没感觉到热.生我也在家里摸过做饭的电饭锅,饭都熟了,导线也没感觉到热.师同学们有没有考虑过这样的问题:导线和用电器中流过的电流相同吗?生相同.师导线和用电器中流过了相同的电流,用电器发热而导线却几乎不发热,这是为什么?今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关.二、进行新课1.电流的热效应跟电阻大小的关系想想做做师同学们四人一组,选择你们面前的仪器设计实验,讨论如何做,有什么问题可以提出来.生为什么要用煤油,用水不可以做吗?生为什么是等量的煤油,不等量行吗?师完全可以用水来代替煤油,只不过时间可能要长一些才能从温度计上读出温度值.原因同学们在后续课程中将会找到答案.谁能回答第二个问题?生只有等量的煤油,才能通过它们的温度讨论电流产生的热量.这样的方法应该是控制变量法.师同学们如果没有什么问题,可以开始实验.(学生实验,教师巡视,提醒同学们注意安全)生两个瓶中温度不同.生浸泡着镍铬合金丝的瓶中温度计指示的温度高.(引导学生分析)生煤油温度高,说明煤油中的金属丝产生的热量多.即电阻大的金属丝产生热量较多.师刚才有同学问,为什么把金属丝做成螺旋状,直的不行吗?请同学们看下面的演示.演示电热切割(可让12位同学演示)如图,电阻丝和铜丝各一段,在木架上串联后接入电压为46 V的蓄电池组上.同时将相同的泡沫塑料板与电阻丝和铜丝接触(过一会).生和电阻丝接触的塑料泡沫板被烧熔切开,和铜丝接触的没有切开.生这说明电阻丝产生的热量多.生就是说在电流相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多.师大家都同意后一个同学归纳的结论吗?(同学们开始议论.教师提醒大家:他是不是忽视了一个重要条件:从实验考虑)生电阻丝和铜丝在同一个串联电路中,它们工作的时间相同.生应该说,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多.生也可以说在电流相同的情况下,电阻越大,产生热量的功率越大.师电阻所以发热,是因为生消耗了电能.师电阻越大,产生热量的功率越大,说明:生电流相同的情况下,电阻越大,耗电的功率越大.师电阻和功率具体的数量关系是什么呢?引导学生写出电功率的表达式P=IU.利用欧姆定律I=.将二式中U消去,可以得到P=I2R.生在电流相同的条件下,电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比.(板书)师从上面表达式中,同学们能不能进一步了解在电阻相同的条件下,电流和功率的关系?生从上式中可以看出:在电阻相同的条件下,电能转化成热时的功率跟导体中电流的二次方成正比.师同学们表达得非常好.请大家看书中“!”.在说到两个物理量“成正比”“成反比”的时候,一定要注意条件:关系式中其他物理量的大小不变.投影例题:某导体的电阻是2 ,通过2 A的电流时,电能转化成热时的功率是多少?(教师引导学生分析、演算、要求一名学生板演)解:由题知:R=2 I=2 AP=I2R=(2 A)22 =8 W导体将电能转化成热时的功率是8 W.同学们在演算过程中,教师要提醒大家注意:代入计算的时候,要将电流的单位“A”一起平方,不能写成P=I2R=22 A2 =8 W,安培和欧姆相乘,不能得到瓦特.师我们通过实验、观察、利用公式推导得出了电流热效应跟电阻大小的关系.同学们现在能不能回答本节开始时的问题?生导线和用电器(电炉或电饭锅或电灯)中通过的电流相同,但是导线的电阻较小,而那些电器的电阻较大,所以,那些电器发热,而导线几乎感觉不到热.师生活中有些电热我们要利用,有些电热我们是要防止的.2.电热的利用和防止师关于电热的利用,同学们已经了解了许多,比如生电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉师同学们举出的都是利用电来加热的设备,都是常见的电热器.出示电炉(可用投影仪投影放大)师电热器的主要部分是发热体.同学们观察电炉由什么组成?生主要是炉丝即电阻丝.生还必须有炉盘,电炉盘是绝缘材料做成的.师从实际考虑,电炉丝应该有什么要求?生电炉就是要靠电炉丝发热的,所以炉丝的电阻应该很大.生炉丝还应有较高的熔点,这样它在发热时才不容易烧断.师同学们以电炉为例说明发热体是什么做的?生发热体是由电阻(率)大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.(教师出示“热得快”、电饭锅、电熨斗等电热器,并能将电饭锅、电熨斗的发热板取出让学生观察,向学生说明,其他的电热器也都需要用电阻大、熔点高的金属导体作为发热体)师我们了解了电热器,大家能不能说说使用电热有什么好处?生电热清洁卫生,没有环境污染.生热效率高,使用方便.生能方便地调节,如控制温度,操作简单.生师同学们知道了利用电热的好处.但有些时候,有些地方的电热我们是不需要的,还要设法防止.有关的内容,大家了解的有哪些呢?生电机使用过程中会发热,如果连续使用时间过长,还会烧坏电机.生有些导体上的绝缘材料会因温度过高,使绝缘材料迅速老化,甚至烧坏.生电视机开的时间长了会发热.电视机后盖上有许多孔,就是为了能通风散热.生电脑中还装有风扇,也是为了散热,减少电热的危害.生老师用的投影仪上也装有小风扇,也是为了快点散热.生农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会,等凉了再用,是为了防止电热可能造成的危害.师同学们对电热的危害及防止了解的还真不少.老师这儿有一份电器的说明书,请大家仔细阅读,并分析说明其中的道理.投影教师引导学生着重注意以下内容:将电器置于通风良好处;勿使电器淋雨或受潮,长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.生电器工作时,置于通风良好的地方,是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害.生电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能,使电路工作失常,影响用电器的使用.长期不用的电器隔一段时间要通电,是为了利用电热来驱潮,是电热的利用.师同学们分析得很好,大家一起来小结本节内容.三、小结本节课我们学习了如下知识1.电流的热效应跟电阻大小的关系.2.电热的利用及防止.四、动手动脑学物理1.开放性的试题,鼓励学生提出各种改进意见,不必保证他们的意见都是百分之百正确,但学生必须认真做.2.导线相互连接的地方存在接触电阻.所以通电的时候,电能转化成热的功率较大,产生热量较多.因此,相互连接的地方比别处更容易发热,甚至引起火灾.五、板书设计1.电流的热效应跟电阻大小的关系 P=I2R在电流相同的条件下,电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比.2.电热的利用和防止(1)电热的利用电热器:利用电来加热的设备.发热体:电热的优点:(2)防止电热的危害7三教上人(A+版-Applicable Achives)
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