沪科版九年级全册第十六章 电流做功与电功率第四节 科学探究：电流的热效应教学设计

这是一份沪科版九年级全册第十六章 电流做功与电功率第四节 科学探究：电流的热效应教学设计，共2页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程，布置作业与教学反思等内容，欢迎下载使用。

1.物理观念
（1）能通过生活实例认识电流的热效应。
（2）能在实验的基础上得出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。
（3）知道电热的利用和防止。
2.科学思维
（1）能够利用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
（2）在探究电流产生热量的多少与哪些因素有关时，运用控制变量法设计实验；实验中还运用了转换法，通过温度计上升的示数来显示电流产生热量的多少。
（3）了解焦耳定律的发现过程，学会利用能量守恒的思想解决问题。
3.科学探究
通过实验探究，了解焦耳定律，知道电流的热效应与电流、电阻和通电时间的关系。
4.科学态度和责任
通过实验探究，培养学生对科学的求知欲，乐于探索日常生活中的物理道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。
二、教学重难点
1.重点：探究电热跟电阻、电流和通电时间的关系，焦耳定律的理解及应用。
2.难点：焦耳定律的计算。
三、教学过程
（一）导入
小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？从学生的讨论中引入新课。
（二）新课教学
1.电流的热效应
教学情境：课件展示下图用电器，让学生分析这些用电器在工作过程中的共同点。小组之间交流、讨论这些用电器工作时能量的转化情况。
总结：
（1）电流通过这些用电器后，都伴有热现象产生。
（2）电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关
教学情境：让学生阅读教材第129~132页的内容，提出问题：请同学们猜想一下，电流产生的热量与哪些因素有关？小组之间交流、讨论，阐明自己的观点。
猜想与假设：电流产生的热量可能与电流、电阻和通电时间有关。
设计实验：根据猜想与假设，小组之间设计实验，交流讨论出探究的方法，实验中电流产生的热量如何表现出来，实验探究分为几步完成。
根据每个小组的发言和交流，教师进行补充和总结。
总结：实验中通过观察温度计示数的变化来比较电流通过导体产生热量的多少。探究方法：控制变量法和转换法。
进行实验：
（1）取一个电阻，让通过它的电流大小不变，通电不同时间，观察煤油中温度计示数的变化，如教材中第130页图16-14。
（2）根据第（1）步，调节电路中的滑动变阻器，改变通过电阻的电流大小，通电相同的时间，观察煤油中温度计示数的变化。
（3）取两个阻值不同的电阻串联起来，通电相同的时间，观察煤油中温度计示数的变化，如教材中第131页图16-16。
实验结束后，学生上讲台，将实验报告投影出来，并重点就结论、电路图、实验步骤、实验设计思想进行交流与讨论。
实验结论：（1）在电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，煤油的温度越高，导体产生的热量越多。
（2）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，产生的热量越多。
（3）在通电时间和电阻相同的情况下，通过的电流越大，煤油的温度越高，导体产生的热量越多。
3.焦耳定律
教学情境：从刚才的几个实验中我们知道了电流通过导体时产生热量的多少与导体的电阻、电流和通电时间都有关系。其实早在1840年英国物理学家焦耳就精确地确定了它们的关系，得到了焦耳定律。
知识归纳：
焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
教学情境：提问：（1）焦耳定律能否像欧姆定律一样，用一个简洁的公式表示？（提示：类比电功的计算公式）
（2）焦耳定律中包含哪些物理量，分别用什么字母表示？
知识归纳：
（1）焦耳定律的公式：Q=I2Rt。
（2）公式中电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通电时间t的单位要用秒（s）。这样热量的单位就是焦耳（J）。
说明：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q等于消耗的电能，即Q=W=UIt。此时结合欧姆定律还可推导出：。
拓展：电热器是利用电流的热效应；温度过高会影响用电器的使用寿命，会使绝缘皮老化，甚至引起火灾；电视机的后盖有许多小孔，就是为了通风散热；电动机的外壳有许多散热片，也是为了降温。
四、布置作业与教学反思