中小学教育资源及组卷应用平台 第十三章 电功和电功率 13.4 电流的热效应 教学目标： 1.物理观念： （1）能通过实例，认识电流的热效应。 （2）能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。 （3）会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。 2.科学思维： 利用控制变量的方法探究电热与哪些因素有关。 3.科学探究： 体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。 4.科学态度与责任： 会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。 教学重点： 通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系。 教学难点： 对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。 教学课时：1课时 教学用具：电流表、电压表、带软塞的平底烧瓶、温度计、阻值相等电阻、阻值不同的电阻、导线、开关、滑动变阻器、电源、量筒、液体。 教学互动设计： 1、 创设情景，导入新课 电烤炉通电发热，迅速将食物烤熟，你知道它是根据什么原理工作的吗？ 电饭煲通电发热，迅速将食物煮熟，你知道它是根据什么原理工作的吗？ 二、新课讲授，师生互动 （一）电流热效应 电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫作电流的热效应。 问题与思考 电热水壶能把水烧开，而与之相连的导线却几乎不发热。电流通过导体时产生热量的多少与电阻有关系吗 有什么关系 电热水壶把水烧开需要一段时间。电流产生热量的多少与通电时间有关系吗 有什么关系 通电导体产生热量的多少与通过它的电流有关系吗 有什么关系 电流的热效应与哪些因素有关 怎样确定出电流产生热量的多少 实验探究 利用电热器加热质量相同的同种液体，通过液体温度升高的情况判断通电导体产生热量的多少，具体方案如下。 选择两个阻值不同的电热丝，在相同的时间内通过大小相同的电流，比较使质量相同的同种液体温度升高的情况，判断哪个电热丝产生的热量多。 选择两个阻值相同的电热丝，在相同的时间内通过大小不同的电流，比较使质量相同的同种液体温度升高的情况，判断哪个电热丝产生的热量多。 如图所示的实验装置就是按照这种方案设计的。 实验探究 讨论需要测量哪些物理量及实验中应该注意什么。 质量相同的同种液体； 电阻相同的电热丝； 电阻不同的电热丝； 用电流表测量电流大小； 用停表测量通电时间； 用温度计测量升高的温度。 串联，控制电流相等；并联，控制电压相等；滑动变阻器改变电流的大小。 设计表格，进行实验并记录实验数据。 根据实验数据，分析实验结果，得出结论: 在电流大小和通电时间相同的条件下，容器内电热丝的阻值越大，液体温度升高得越 ； 在电热丝阻值和通电时间相同的条件下，通过容器内电热丝的电流越大，液体温度升高得越 ; 在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，容器内的液体温度升高得越 。 （二）焦耳定律 实验表明:导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流的热效应就越显著。 英国物理学家焦耳做了大量实验后，最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。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。这个规律叫作焦耳定律(Joule's law)，用公式表示为Q= I2Rt。 式中，Q表示热量，I的单位用安(A), R的单位用欧(Ω)，t 的单位用秒(s),则Q的单位就是焦(J)。 电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用。如图所示是我们常见的家用电热器，它们都是利用电流的热效应工作的。在科研、生产中，孵化器、电烤箱、烘干机等也应用了电流的热效应。 常见的用电器，例如电视机、计算机、电风扇等用电器工作时，都不可避免地发热。这也是电流热效应的表现，它既会浪费能源， ... ...
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