物理九年级全册（2024）第三节 电流的热效应教案设计

这是一份物理九年级全册（2024）第三节 电流的热效应教案设计，共3页。
1．物理观念：
(1)结合生活实例，认识电流的热效应。
(2)知道电流的热效应与哪些因素有关。
(3)理解焦耳定律，会用焦耳定律进行简单的计算。
2．科学思维：
(1)观察家用电器的工作过程，分析家用电器工作过程中能量的转化过程。
(2)了解控制变量法和转换法在探究电流热效应的影响因素时的应用，提高思维能力。
3．科学探究：
(1)通过实验探究，知道电流通过导体产生的热量和电阻、电流及通电时间之间的定性关系，能解释电热器导线几乎不发热的原因。
(2)能制订简单的探究方案，正确读取和记录实验数据，提高实验设计和分析能力。
4．科学态度与责任：
通过学习过程中的讨论和交流，培养合作学习的意识和态度，提升学习的兴趣，激发探索自然的内在动力。
1．教学重点：
(1)通过实验探究电热与电阻、电流和通电时间的关系。
(2)焦耳定律的简单计算。
2．教学难点：
焦耳定律的探究与应用。
学生电源、两个滑动变阻器、两个电流表、两瓶质量相同的同种液体、两个阻值不同的电阻、两个阻值相同的电阻、开关、若干导线、温度计、多媒体课件等。
引入电流热效应的概念。
演示实验：用“热得快”烧水，不一会儿水就烧开了。
提出问题：(1)是“谁”给了水“热”？(2)前面所学课时中电动机提升重物是将电能转化成什么能？用“热得快”烧水是将电能转化为什么能？学生回答。教师给出电流热效应的概念，并提问学生：生活中还有哪些电流热效应的例子？
知识点一 电流的热效应
1．电流通过导体时会产生热量，将电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。
2．电流的热效应在生活中的应用。
“热得快”就是利用电流的热效应制作的，通电后可以用来烧水。提问学生：生活中还有哪些用电器是利用电流热效应工作的？学生回答，教师总结。
知识点二 探究影响电流热效应的因素
引导学生思考电流产生热量多少与导体电阻、电流、通电时间的关系。
提出问题：电流产生热量多少与什么因素有关呢？
小组交流：结合烧一壶水，通电时间越长，水的温度升高越多，猜想与通电时间有关。结合电炉丝工作时发热多而导线发热少的例子，猜想与电阻有关。结合用电器过多引起火灾，猜想与电流有关。
提问：电流、电阻和时间都是可以测量的，但是电流产生的热量怎么测量呢？
小组交流：放出热量多少可以通过加热煤油(煤油比热容小，加热温度上升比较快，使实验现象更明显，缩短实验时间)，观察煤油上升的温度来判断(转换法)。
实验探究：
1．引导学生用控制变量法探究电流热效应与导体电阻、电流、通电时间的关系。提示：要探究导体产生电热的多少与电阻的关系，应该控制哪些物理量不变？你打算选择哪些器材？出你的实验电路图。
2．让学生仿照上面的方法，设计实验探究电流热效应与其他两个因素的关系。
3．组织学生依照教材P120图13.3－2进行实验探究。教师提醒学生在实验中要注意安全，并对学生进行耐心细致的指导。
4．教师提出问题让学生进行交流讨论：(1)从安全的角度出发，实验中应该注意些什么？(2)你的实验结果与别的同学的是否一致？如果有差异，说明其中的理由。
5．组织、指导学生对实验结果进行分析、讨论。教师对学生的猜想给予肯定，讲解焦耳定律的内容和公式。
知识点三 焦耳定律
活动1：从刚才的几个实验我们知道了电流通过导体时产生热量的多少跟导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年年末英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系(多媒体课件展示)，得到了焦耳定律。让学生完成下列问题：
(1)焦耳定律的内容是什么？
(2)焦耳定律的表达式是什么？各个物理量的单位是什么？
学生结合自己的认识，根据课件内容回答上述问题。
归纳总结：
(1)内容：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
(2)公式：Q＝I2Rt。公式中的电流I的单位要用安培(A)，电阻R的单位要用欧姆(Ω)，通电时间t的单位要用秒(s)，这样热量的单位就是焦耳(J)。
活动2：针对焦耳定律，教师进一步的延伸拓宽。出示多媒体课件展示：
拓宽延伸：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q等于消耗的电能，即Q＝W＝UIt。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式Q＝ eq \f(U2,R) t。故此时W和Q的关系为W＝Q＝I2Rt＝ eq \f(U2,R) t＝Pt＝UIt。
知识点四 电流热效应的利用和其危害的防止
电流热效应的利用：日常生活中，利用电热工作的用电器有很多，如电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤箱、电炉等。这些电热器的发热体都是用电阻大、熔点高的金属导体制成的。使用电热器有什么好处？
学生总结：清洁卫生，没有环境污染；热效率高，使用方便；能方便地调节，如控制温度；操作简单。
电流热效应的危害与防止：知道了利用电热的好处，但有些时候，有些地方的电热是我们不需要的。生活中又有哪些情况应防止的电流热效应呢？
学生总结：电机使用过程中会发热，如果连续使用时间过长，就会烧坏电机。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。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。电脑中还装有风扇，也是为了散热，减少电热的危害。
归纳总结：电热既有有利的一面也有不利的一面。对我们有利时，我们利用它；对我们有害时，需要减少电流导致的发热，或者尽快把产生的热散发掉。
第三节 电流的热效应
eq \a\vs4\al\c1(电流的热效应) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(电流的热效应\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(电热器的能量转化,定义)),焦耳定律\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(实验探究影响电流热效应的因素,焦耳定律的内容,表达式：Q＝I2Rt,电流热效应的利用和其危害的防止))))
本节课采用了“传递－接受”的模式来进行教学。在此种教学模式的探索中，我总结如下：
从学生反馈的信息来分析：喜爱这种课堂模式的人较多，原因是教师讲得少，自己动手机会多；课堂比较轻松，具有挑战性。但也有同学反映，部分同学没有积极性，什么也没学到；个别同学没有给同组其他人动手的机会等。这些迹象表明在探究课中如何调动全组同学的积极性、小组内成员间如何协调、教师如何有效监控各个组的动向、怎样在探究过程中加强同学间的协作让每一个学生都得到相应的发展等是教师必须关注的问题，也反映出在新的课堂模式下教师驾驭课堂的能力有待进一步提高。