15.3电热器电流的热效应教案

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时间:2019-08-16

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1、15.3电热器电流的热效应教学目标:1.知识与技能:⑴知道电流的热效应⑵在实验的基础上总结得出焦耳定律的内容⑶理解焦耳定律的内容公式及其应用⑷知道一般电热器的工作原理和应用2.过程与方法:体验科学探究的过程,了解科学探究的重要方法—控制变量法,提高探究能力和思维能力3.情感、态度与价值观:体验科学探究的乐趣,体会物理科学的研究方法重点难点:1.理解焦耳定律的内容、公式、单位和应用2.实验探究焦耳定律教学过程:一前提测评:1.有一灯泡铭牌如图所示,根据图中所给信息判断下列说法中正确的是:()A、只有在

2、220V的电压下工作时灯泡的功率才是25W;B、灯泡工作时的功率一定是25W;C、只要电压高于220V,灯泡一定会烧坏;D、只要电压低于220V,灯泡一定不能工作;2.通过某导体的电流为0.5A,工作10s电流做功180J,可知导体两端的电压为______V;在该导体两端的电压为零时,导体的电阻为________Ω。3.一个灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮,其原因是:( )A.灯丝电阻增大,功率增大  B.灯丝电阻减小,功率增大C.灯丝两端电压增大,功率增大D.灯丝中电流增大,功率

3、减小4.将两个标有“220V100W”字样的白炽灯串联起来,接在家庭电路中。当开关闭合时,每个电灯的额定功率为_______W,实际功率为_______W。二以学定教(一)导入新课:师:⑴电流通过导体做功的过程中,是将什么能转化为什么能的过程?⑵电流通过各种用电器时,如电动机、电灯等,过一段时间后,用手去摸用电器时有何感觉?为什么?学:回答问题。(二)新课解析:一、电流的热效应:⑴通过对电流通过用电器时用电器发热,得出:只要导体中有电流通过,且导体由电阻存在,导体总会发热。⑵电流的热效应:电流通过导

4、体时,导体发热的现象⑶举出生活中利用电流热效应常用用电器。二、焦耳定律1.提出问题:电流通过导体时所产生的热量与哪些因素有关?⑴猜测电流产生的热量与哪些因素有关⑵讨论:要研究电流产生的热量与哪些因素有关,应该怎么办?2.实验探究—电流产生的热量与电阻的关系:⑴要研究电流产生的热量与电阻的关系,应采用什么方法?⑵要研究电流产生的热量与电阻的关系,应该怎样设计实验和控制哪些变量?画出电路图来。⑶实验探究。学生观察。3.实验探究—电流产生的热量与电流的关系:⑴要研究电流产生的热量与电流的关系,应该怎样设计

5、实验和控制哪些变量?该怎么办?⑵实验探究:4.实验探究—电流产生的热量与时间的关系,应该怎样设计实验和控制哪些变量?实验探究:5.实验结论:电流通过导体产生的热量与导体本身的、通过导体的以及通电时间有关。英国物理学家焦耳通过大量的实验,总结出电流产生的热量与电流的大小、电阻的大小和通电时间的关系,我们为了纪念这位伟大的科学家,一定要理解并记牢这个实验定律——焦耳定律。6.焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体本身的电阻成正比,与通电时间成正比。写成公式为:Q=I2RtQ的单

6、位为J,电流、电阻、时间的单位分别为A、Ω、S。1J=1A.Ω.S7.焦耳定律的数学推导:若用电器消耗的电能全部转化为内能,则W=QQ=UItQ=I2Rt【例1】某用电器的电阻丝的电阻为55Ω,接入220V的电路中,在20min内共产生多少热量?8.焦耳定律的导出公式及适用范围Q=I2Rt==Pt=UIt=Pt在所有的电路中,焦耳定律的是适用的,但导出公式只适用于纯电阻电路中。因为在非纯电阻电路中,如电动机,电流做功只有一部分用来产生热量,绝大部分都转化为机械能,即W=E+Q,在这种情况下,焦耳定律

7、仍然适用所要注意的是,算出的数值仅是其中转化为内能的那一部分能量(电功)【例2】有一电动机,它正常工作时的电阻为5Ω,电流为5A,正常工作的电压为220V,通电10min,电动机消耗的电能为多少?产生的热量为多少?有多少电能转化为机械能?三、电流热效应的利用和防护1.利用:利用电流的热效应可以制成电热器。如:电热毯、电炉、取暖器等。2.防护:电流通过导体发热,也会造成危害。如输电线在输电过程中有一部分电能转化为内能造成浪费,导线热会引起绝缘层的老化而引起火灾【例3】白炽灯、电烙铁和电动机上都标有“2

8、20V60W”的字样,它们都在额定电压下工作相同的时间,比较三个用电器产生的热量是……()A.白炽灯最多    B.电烙铁最多C.电动机最多    D.一样多【例4】电炉的电阻丝热得发红,而与它串联的铜导线却不发烫,这是因为铜导线…………()A.电阻较大B.电阻较小C.通过的电流较大D.通过的电流较大【例5】阻值为R的电阻丝,接到电源上6分钟烧开一壶水,现在用两根同样的电热丝串联起来,烧同样一壶水,需要的时间是()A.12分钟B.4分钟C.8分钟D.6分钟总结:今天学

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