第四节 焦耳定律 【教学目标】 知识与技能 1、知道电流热效应的现象及能量的转化。 2、通过探究影响电流热效应的因素,理解焦耳定律的内容,能够利用焦耳定律公式进行简单的计算。 3、会利用焦耳定律解释一些生活中简单现象。 4、举例说出生活中利用电热的实例,了解电热的危害和防止方法。 过程与方法 通过实验探究,培养学生的实验探究的能力和理论分析的能力,体会运用控制变量法和转换法进行实验。 情感、态度与价值观 通过学习能够把所学知识应用到实际生活中去,树立学好科学文化知识为社会服务的观念。 【教学重难点】 重点: 焦耳定律、电流热效应的应用、电热的计算 难点:电热大小的影响因素的猜想和实验设计。 【教学准备】或【实验准备】 多媒体课件、电阻丝(1个10欧、3个5欧的电阻丝)、密封容器(2个)、U形管(装有颜色的液体)、橡胶管、烧瓶(1个)、煤油、温度计(1个)、学生电源(12V)、开关、秒表、导线(若干) 【教学过程】 主 要 教 学 过 程 教学内容 教师活动 学生活动 一、创设情景、导入新课 二、进行新课 实验准备 探究实验 1、探究产生热量Q与电阻R的关系 2、探究产生热量Q与电流I的关系 3、探究产生热量Q与通电时间t的关系 焦耳定律 产生热量Q与消耗电能W的关系 电热的利用和防止 【情景创设】: 2008百年一遇的雪灾席卷整个南方,电线上结了厚厚的冰,竿倒线断,给人们的生活带来了很多不便,造成经济损失2000亿。科技人员攻关研究出“直流融冰”新技术,对冰熔化,避免了巨大的经济损失。你知道这种新技术的基本物理原理吗? (设计意图:利用中国重大事件为背景,激发学习兴趣) 【板书课题】:我们今天就来学习第十八章第四节《焦耳定律》 【引入】:像电暖气等生活中很多用电器,通电以后会产生热量。你还知道哪些电加热的设备吗? 【小结】:电流通过导体时,导体要发热,电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。 【质疑】:“小太阳”电暖气和电炉都是由电炉丝发热,电炉丝A和导线B相连,通过它们的电流相同。为什么电炉丝热的发红,而导线却几乎不热呢?换句话说,电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关?请同学们作出合理猜想。 (注:学生猜想因素有哪些,不一定能想到,老师适时给以提示。) 【实验指导】: 电流产生热量有多有少,你能从提供的器材中,比较出热量的多少吗?电阻丝、密封容器(带有小孔)、U形管(装有颜色的液体)、橡胶管、烧瓶、煤油、温度计 【播放课件&点拨】:转换法反映产生热量的多少 方案一 方案二 (说明:若学生想不到,老师可展示课件。) 方案一:电阻丝加热密封容器中的空气, U形管中液面形成 ;液面差越大,产生的热量越 。 方案二:烧瓶内装有煤油,电阻丝产生热量会使温度升高,用 测量温度;温度越高,产生热量的越 。 【小结】:实验中,将不易观察到的现象通过其它直观形象显示出来,我们称之为转换法。以上两种方案中,加热空气快?还是加热煤油速度快? 【过渡】:所以我们就选用第一种方案,进行实验探究。 (设计意图:发挥学生的主观能动性,培养学生的创造思维) 实验一:探究产生热量Q与电阻R的关系 【实验指导】:1、通过我们的猜想电流产生的热量可能与多个因素有关,应该采用什么探究方法? 2、当探究产生热量Q与电阻R的关系时,如何控制变量呢?一个10欧、两个5欧的电阻丝,我们怎么选? 3、如何才能更好地让通过两个电阻的电流、通电时间一样? 【进行实验】: 【引导】:哪个电阻的液面差明显?说明了哪个电阻产生的热量多? 可以得到什么结论? (设计意图:通过一个完整的实验探究,让学生掌握其过程。) 实验二:探究产生热量Q与电流I的关系 【实验指导】:1、当探究产生热量Q与电流I的关系时,如何控制变量呢? ... ...
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