（貴陽專版）2020年秋九年級物理全冊 第16章 電流做功與電功率 第4節(jié) 科學探究 電流的熱效應教學案（無答案）（新版）滬科版

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1、第4節(jié) 科學探究：電流的熱效應 【教學目標】 知識與技能 1、知道電流的熱效應 2、知道焦耳定律 3、知道電熱的利用和防止 過程與方法 通過探究，知道電流通過導體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關 情感態(tài)度與價值觀 1、通過學習電熱的利用和危害，學會辯證地看待問題 2、通過討論和交流培養(yǎng)合作學習的態(tài)度和意識 【教學重難點】 重點 焦耳定律 難點 探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關。 【導學過程】 【創(chuàng)設情景，引入新課】 一、導入新課 觀察下面四個電器，回答問題： （1）圖中四個用電器通電時都會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ （2）說明電流在工作過程中消耗的電能轉化成

2、了什么能？ 總結得出：電流通過導體時電能轉化成熱能，這個現(xiàn)象叫電流的熱效應。 現(xiàn)象： 給電爐通電時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導線卻幾乎不熱。 同學們有沒有考慮過這樣的問題：導線和電爐絲中流過的電流相同嗎？導線和電爐絲產(chǎn)生的熱量相同嗎？今天我們就一起來探討電流經(jīng)過用電器時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關。 【自主預習案】 一、電流的熱效應 (1) 圖中四個用電器通電時都會發(fā)生什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象叫做 。 （2）說明電流在工作過程過程中消耗的電能轉化成什么形式的能了？ （3）列舉你熟悉的類似的實例。 二、焦耳定律 1、電流通過導體產(chǎn)生的熱量

3、跟通過導體的______________成正比，跟通過導體的______________平方成正比，跟通電______________成正比。 2、Q =I2Rt，Q表示產(chǎn)生的______________，單位是______________；I表示通過導體的______________，單位是______________；R表示______________，單位是______________；t表示______________單位是______________，計算時單位要一致！！ 3、研究焦耳定律時，采用______________法和______________法 三、電熱的利用與防

4、止 （1）電熱器是利用電流的_______________制成的加熱設備，如：電熱水器、_______________電熱毯等。 優(yōu)點：清潔衛(wèi)生沒有環(huán)境污染、熱效率高、方便控制和調節(jié)溫度。 （2）電熱的防止：在用電器上開散熱窗、加散熱片、安裝_______________，都是為了_______________ 【課堂探究案】 探究點1：電流通過導體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關？ 1、提出問題 引導學生，提出問題：電流通過導體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關？ 2、猜想 引導學生進行猜想 3、設計實驗 問：要研究與多個因素是否有關時，我們得采用什么研究方法？（控制變量法）。 課件展

5、示： 實驗一、研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系 問：①實驗中要控制 相同，使 不同。②如何控制電流和通電時間相同？ ③如何比較電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少？ 引導學生討論實驗步驟 4、進行實驗 5、得出結論：1、在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流通過導體產(chǎn)生的熱量越多。 實驗二、探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系 問：①實驗中要控制 相同，使 不同。 ②如何改變通過導體的電流？ 引導學生討論實驗步驟 得出結論：在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流通過導體產(chǎn)生的熱量越多。 引導學生得出結論：在電流和電阻相同時，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。 引

6、導學生得出焦耳定律 探究點2：電功和電熱 （1）在純電阻電路中：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。這時電能全部轉化為內能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=. （2）在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉化為內能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內能損失。例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.這時電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉化為其他形式的能（例如電流通過電動機，電動機轉動，電能轉化為機械能）；另一小部分不可避免地轉化為電熱Q=I2R t（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再

7、等于Q=I2Rt，應該是W=E其他＋Q. （3）電功和電熱是兩個不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I 2R t=；在非純電阻電路中，電功大于電熱，W>Q，這時電功只能用W=UIt計算，電熱只能用Q=I2Rt計算，兩式不能通用。 例1 一臺電風扇，內阻為20 Ω，接上220 V電壓后，消耗功率66 W，問： （1）電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少？ （2）電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少？轉化為內能的功率是多少？電動機的效率是多少？ （3）如果接上電源后，電風扇的風葉被卡住，不能轉動，這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率

8、和發(fā)熱功率是多少？ 解答 （1）因為P入=IU 所以I= A=0.3 A （2）電風扇正常工作時轉化為內能的功率 P內=I2R=0.32×20 W=1.8 W 電風扇正常工作時轉化為機械能的功率 P機=P入-P內=66 W-1.8 W=64.2 W 電風扇正常工作時的效率 η=×100%=97.3% (3)電風扇風葉被卡住后電動機不轉時可視為純電阻，通過電風扇的電流 I= A=11 A 電動機消耗的電功率 P=IU=11×220 W=2420 W 電動機發(fā)熱功率 P內=I2R=112×20 W=2420 W 【當堂訓練案】 1、下列

9、關于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是（ ） A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多 B．適用于任何電路，而只適用于純電阻的電路 C．在不是純電阻的電路中， D．焦耳熱適用于任何電路 2、一個直流電動機所加電壓為U，電流為 I，線圈內阻為 R，當它正常工作時，下述錯誤的是 （ ） A．電動機的輸出功率為U2／R B．電動機的發(fā)熱功率為I2R C．電動機的輸出功率為IU-I2R D．電動機的功率可寫作IU=I2R=U2/R 3.下圖電路中，電燈L1、L2都標有“220V，100W”；電燈L3、L4都標有“220V

10、，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是　 (　 ) A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 4.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正常發(fā)光，兩電路中消耗的總功率分別為和，可以斷定( ) A.〉 B.〈 C.= D.無法確定 5、一只電爐的電阻絲和一臺電動機線圈電阻相同，都為R，設通過它們的電流相同(電動機正常運轉)，則在相同時間內（ ） A.電爐和電動機產(chǎn)生的熱量相同 B.電動機消耗的功率大于電爐消耗的功率 C.電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓 D.電爐和電動機兩端電壓相等 6、有一電風扇上標有“220V ,55W”，若風扇的電動機線圈電阻為8Ω，當它正常工作時： (1).電源供給的電功率是多少？ (2).轉化為風的電功率是多少？ (3).電動機的發(fā)熱功率是多少？ 7.一臺直流電動機線圈電阻r =1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當所加電壓U=150V，電動機正常工作時電壓表示數(shù)100V，求電動機消耗的總功率及輸出的機械功率？