【教案】16.4-科学探究：电流的热效应.doc

课题：第四节 电流的热效应
课型：授新课
课时：1
一、教材分析
本节课的主要内容是根据电流的热效应探究得出焦耳定律，用探究得出的结论解释生活中的自然现象。真正体现让学生从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念，无论从课标要求还是学生的自身发展上看，本节课都处于一个比较重要的地位。
二、教学目标
（一）知识与技能
1．知道电流的热效应.
2．知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。
3．了解生产和生活中如何利用电流的热效应来为人类服务，了解电流热效应带来的危害及防止的措施。
4．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用。
（二）过程与方法
1、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。
2、通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。
3、注意对学生进行研究方法（控制变量法）的培养
（三）情感态度价值观
1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值；
2、通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。
3、使学生通过对英国物理学家焦耳的了解，受到其刻苦钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。（在探究实验的基础上引出焦耳定律，理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。）
三、学情分析（手写）
学生在此之前已经学习过欧姆定律，电能和电功率，已经具备了一定的知识基础，经过一个多学期的物理学习，学生也有了一定的探究能力和探究意识，但实验设计能力和归纳总结能力还需要进一步提高。
四、教学策略(教学方法、教学手段。）
教学活动是教与学相互促进活动，为了调动学生学习的主动性，使学
生在课堂教学过程中积极思考，发展思维，做到课堂教学面向全体学生，针对本课内容特点和教法。采用的学法如下：
发现问题——提出假设和猜想——设计实验——验证假设——交流评
价——分析归纳——练习应用。
五、教具准备
学生用：长度横截面积相同的锰铜丝、镍铬丝（2个）、
滑动变阻器、电流表、导线、开关、电源，火柴。
演示用：电炉、电熨斗、热得快等电热器、220V100W的灯泡一个、电脑课件。
六、教学重点及难点
1、重点：通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，并运用解决简单问题。
2、难点：通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关，并运用解决简单问题。
七、教学流程（教师活动、学生活动、习题设计）
一、新课引入：
通过生活中的一些电器在工作时会有发热的现象来引入新课，说明电
流的热效应是普遍存在的一个现象。如向学生提问：“灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？”“生活中还有哪些类似的现象？”通过学生的回答，引出课题，并引导学生总结出电流的热效应。
从生活现象引出研究的问题，能培养学生善于从身边学物理，发现问题，
提出问题的良好习惯，而且容易激发学生的求知欲望，形成良好的课堂气氛。

二、焦耳定律的学习：
提出问题　通过教材中的问题“为什么电炉丝通过导线接到电路中，炉丝
热得发红，导线却不怎么热？”提出下面要研究的课题：电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关？
作出猜想　学生根据生活中事例进行猜想（可能与通电时间、电流大小、
电压大小、电阻、电功率大小有关），教师对学生的猜想进行归纳说明，物理学家通过大量实验发现：电流通过任何导体产生的热的多少跟与通电时间、电流大小、电阻大小有关。
实验探究 在I、R、t三个量的情况下如何研究呢？先让学生讨论，并设
计研究的方案。进行实验方案的设计时要提醒学生注意实验用到的研究方法——控制变量法、转换法。实验中把电阻放在密闭容器中，空气受热膨胀使U型管中红色液体出现的高度差，利用转换法，把电流通过导体产生的热量转化为可以直接观察比较的现象。
R1
R2
图1
R1
图2

（1） 研究Q与R的关系：I、t不变，甲的电阻大于乙的电阻观察实验如图1所示，此时我们看到了什么？说明了什么？
教师要引导学生理解：两个阻值不同的电阻串联在电路中是为了保证电流、时间相同这个条件的成立。
（2） 研究Q与I的关系：R、t不变，加大电流如图2所示，用与（1）同样的时间，同学们又看到了什么？这说明了什么？
教师要引导学生理解：只把一个电阻接入电路利用滑动变阻器改变电流是为了保证电阻、时间相同。
（3） 研究Q与t的关系：I、R不变，时间越长电流放出的热量越多。
分析归纳　教师先让学生归纳，然后教师总结出焦耳定律内容、公式，让学生自己搞清Q、I、R、t各个量的单位，进行公式变形。教学时要让学生知道焦耳定律是焦耳经过大量实验才总结出来的，对于内容中的“热量与电流的平方成正比”，学生第一次接触到一个物理量跟另外一个物理量的平方成正比，由于数学知识的限制，不容易领会，可以举一些具体数字帮助他们理解。如，当通过一个用电器的电流增大到两倍时，它产生的热量增大到几倍？
焦耳定律公式的推导 由电能的转化和欧姆定律，推导出公式Q=I2Rt 。通过这方面的推导，进一步说明了焦耳定律的正确性，使学生领会到科学推理和数学在物理研究中的重要作用。
焦耳定律的应用 学生了解焦耳定律的内容后，再回头讨论前面“炉丝和导线”的问题，让学生对应用公式分析问题时，对必须注意的条件有深刻的认识。
例题：一跟60欧的电阻丝接在36伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？
解题思路：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再用焦耳定律公式计算电流产生的热量。
I=U/R=36V/60Ω=0。6A
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60 J=6480 J

【作业设计】
课后练习：计算题
1. 某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量?
2. 一只额定功率是450W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量?
3. 一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大?在额定电压下通电10min产生多少热量?
八、板书设计
第四节 电流的热效应
1.电流的热效应
2.焦耳定律：Q＝I2Rｔ
3.电热器
九、教学反思（手写）

备课时间：
上课时间：
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