18.4 焦耳定律 ◇核心素养目标◇ 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的简单现象。 4.举例说出生活中利用电热的实例，了解电热的危害和防治方法。 5.通过实验探究，培养学生的动手操作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。通过讨论和交流，培养合作学习的态度和意识。 ◇教学重难点◇ 1.教学重点：焦耳定律、电流热效应的应用、电热的计算；对焦耳定律的理解及用焦耳定律的知识来解释生活中的现象，分析相关的问题。 2.教学难点：电热大小的影响因素的猜想和实验设计；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。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 大雪过后，一些地方的电线上会结厚厚的冰，给人们的生活带来了很多不便，也造成一定的经济损失。为此，科技人员研究出“直流融冰”技术，使冰熔化，避免了巨大的经济损失。你知道这种融冰技术的原理吗？ 二、教学步骤 探究点1 电流的热效应 ［阅读课本］P120“电流的热效应” ［思考］电饭锅通电后发热用来煮饭，手机长时间使用也会发热，你还能列举哪些用电器通电后发热的例子？ ［提示］电水壶通电后会发热，电动机工作时会发热，电脑工作时会发热等。 ［思考］导线和电炉丝串联接入电路中，为什么电炉丝热得发红而导线并不是很热？产生这种现象的影响因素有哪些？ ［提示］电流通过导体时产生热的多少可能与导体的电阻大小有关。 ［思考］当电路短路时，为什么会发热烧毁导线呢？ ［提示］电流通过导体时产生热的多少可能与电流的大小有关，电路短路时，电流很大，所以会发热烧毁导线。 ［思考］为什么手机用时间久了才会感觉到发热呢？ ［提示］电流通过导体时产生热的多少可能与通电时间有关。 ［思考］P121“图18.4 3”这个实验设计控制了哪些物理量相同，改变了哪个物理量呢？ ［提示］控制了电阻和通电时间相同，改变的是电流大小。 ［思考］该实验是如何比较两个导体产生热量的多少？采用的是什么方法？ ［提示］通过比较U形管中液面高度的变化来比较导体产生热量的多少。U形管液面高度的变化反映了密闭容器中空气温度的变化，即电阻丝产生热量的多少。实验采用的是“转换法”。 ［思考］这一实验现象说明了什么？ ［结论］在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。 ［习题］如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验的过程中，下列说法正确的是 （ ） A.左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大 B.U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少 C.要保持两个电阻丝两端电压相等 D.通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同 ［分析］两个阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流相同，即左边容器电阻丝中的电流等于右边容器电阻丝中的电流；由实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来判断；此装置用来探究电流产生的热量与电阻的关系，故需要保持通过两个电阻丝的电流相等，不需要保持两个电阻丝两端电压相等；两电阻丝串联，电流相同，根据Q=I2Rt可知，由于题图中右边容器的电阻丝阻值较大，在相同时间内，右边容器的电阻丝产生的热量较多，所以右边容器中空气吸收的热量较多。 ［答案］B ［思考］如何探究产生热量的多少与通电时间的关系呢？ ［提示］电路中只接入一根电阻丝，第一次通电5 s，第二次通电20 s， ... ...
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