九年级物理电热器电流的热效应

电热器 电流的热效应 南京第五十四中学 杨书忠 ［设计意图］ 学生对于控制变量法的实验的印象应该说是比较深刻的，但是在结论的叙述上也存在一定的问题，特别是焦耳定律这样有三个变量的公式，而且对于电功和电热在认识上和计算上都存在着误区，所以针对这样问题，在教学设计上采取了学生自主复习，教师重点强化训练的方法，通过典型例题讲解和练习，对典型实例分析解释，来加深学生的印象，提高学生理解和分析、计算能力。 ［复习目标］ 1、认知目标复习 （1）了解生活中常见的电热器，知道它们在工作过程中的能量转化；了解电热的应用及其危害； （2）通过复习知道电流通过导体所产生的热量与哪些因素有关；知道焦耳定律的公式； 2、技能目标培养 通过复习进一步加深学生对控制变量法和串并联电路特点的认识；能正确认识电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系，掌握电流通过导体所产生的热量计算方法；能够用电热的知识解释实际生活中的问题。 3、情感目标体现 通过电热的应用及其危害的认识，有助于培养学生全面辨证地观察分析问题的能力； ［复习重点和难点］ 1、 复习重点 识别电热器，知道电热器工作时的能量转化；知道电流通过导体所产生的热量与哪些因素有关；知道焦耳定律的公式并会计算电热； 施教策略 学生自主复习，教师引导分析归纳 2、复习难点 对电流所做的功与电流通过导体所产生的热量的关系的认识以及会用电热的知识解释实际生活中的问题。 克服办法 典型例题讲解，对比（或类比）分析，强化训练 ［教具和学具］ 多媒体电脑 实物投影 ［课前准备］ 1．电流做功的过程实质上是电能转化为__________能量的过程，当电流通过电水壶时，电能转化为_________能。 2、电流通过导体产生的热量跟__________成正比，跟__________成正比，跟__________成正比。这个结论是______国科学家__________经过大量实验确定的，它的数学表达式为________________。 3．已知两个电阻R1:R2=3:2，把它们串联在电路中时，两端的电压之比U1:U2= ，相同的时间内，R1和R2中电流做功之比W1:W2= ，两个电阻消耗的功率之比P1:P2= ，R1和R2在相同的时间内产生的热量之比Q1:Q2= 。 4．已知两个电阻R1:R2=3:2，把它们并联在电路中，通过两电阻的电流之比I1:I2= ，相同的时间内，R1和R2中电流做功之比W1:W2= ，两个电阻消耗的功率之比P1:P2= ，R1和R2在相同的时间内产生的热量之比Q1:Q2=

［教学过程］ 教学阶段及时间分配 教 师 主 导 学 生 主 体 点 评

一、基本知识点复习（用时5分钟） 二、进行复习（共38分钟） （1）例题讲解阶段（用时25分钟） 电热器及其能量转化 今天我们复习本章第三节：电热器 电流的热效应。课前也叫大家进行了预复习，而且留了几个练习题，那么我就本章的主要内容提几个问题，看大家对基本的概念的复习掌握的如何。 1、什么叫电热器？ 2、焦耳定律的内容是什么？其数学表达式是什么？ 3、电流通过导体时电能全部转化为内能的电路还可以用哪些公式求热量？ 4、课前准备第3和第4题的答案哪个同学回答一下？ 也就是可以这么说：在串联电路中，除了电流相等外，其他物理量（在时间相同时）都与电阻成正比；并联电路中除了电压相等外，其他物理量都与电阻成反比，是不是？ 这个规律希望大家能灵活运用，解题时很方便而且省时。（可以将过程用到的公式写在黑板上） 本节课复习主要有三个目标（幻灯片打出或在黑板上板书）： 1、了解电热器及能量转化 2、电热与哪些因素有关的实验复习及计算电热方法 3、解释生活中的电热现象 下面一起来看这样一题： 例1：将一只“220V100W”的白炽灯.一台“220V100W”的电视机、一把“220V100W”的电烙铁分别接到220V的电源上。在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（ ） A.白炽灯 B.电视机 C.电烙铁 D.一样多 请同学回答并说明为什么？ 答得非常好，那么哪位同学了解电热的应用以及危害？ 任何事物都有其两面性，电热也不例外，大家看待事物都应该用辨证的观点全面地去分析观察。 学生回答：1、利用电流做功将电能转化为内能的装置叫电热器。 学生回答：2、电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。Q = I2Rt 学生回答：3、在电能全部转化为内能时，Q=W=UIt=Pt=U2/R t。 学生回答4：第三题的所有答案都是3:2；第四题的所有答案都为2:3。 学生回答：是！ 学生回答：C答案。因为这三个用电器中只有电烙铁是电热器，它正常工作时可以把电能全部转化成为内能。 学生回答：电热可以加热物体、取暖、驱潮，但电热也会带来危害，比如热量不能及时散发出去会烧坏用电器甚至引起火灾。 通过问答检验学生自主复习的效果 第4问更是贯穿了电学的所有重要公式

培养学生全面辨证地分析问题 教学阶段及时间分配 教 师 主 导 学 生 主 体 点 评

实验复习 电热计算 例2： 在图1所示的实验电路中，R1、R2是 两个电阻圈，R1>R2，电阻圈上各夹一 根火柴. 接通电路，一会儿观察到两 电阻圈上的火柴先后被点燃，这说明 电流通过电阻时会产生热，将 能转 化为 能. 若继续进行以下实验： (1) 断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较大. 接通电路，经历时间t1，R1上的火柴先被点燃. 这说明 . (2) 断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较小. 接通电路，经历时间t2，R1上的火柴先被点燃，比较发现t2小于t1. 由此推理 。 （3）实验采用的是 的研究方法，实验设计依据的是电流的 效应。 请同学们一定要注意，这个实验的结论都有两个相同的前提条件，不少同学会将时间相同疏忽了，甚至根本没有前提条件的结论都是不完整的。 例3：“220V 40W”的电炉，在照明电路上，使用10min产生了多少热量？ 大家看到该同学的解法，是正确的。但有没有更好的解法呢？ 教师板演：∵电流做功全部转化为内能∴Q=W=Pt=40W×600s=24000J 也就说该题可以用焦耳定律的公式，但因为它属于电流所做的功全部转化为热量，所以可以用Q=W的公式来解，所以计算电炉（电热器）发热有两种解法。（类似中考指导上例题） 学生回答：电能转化为内能 学生回答：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 学生回答：在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 学生回答：控制变量 热效应 学生板演:I=U/R=220V/40W =2/11A,R=U2/P=(220V)2/40W =1210Ω,O=I2Rt=(2/11A) 2 ×1210Ω×600s=24000J 学生回答：因为电炉是电热器，电流所做的功全部转化为热量，所以可以用Q=W =Pt来解更简单。 本题是泰洲05年中考试题改编，目的是加深学生对控制变量法实验认识，特别是在前提和结论的语言叙述上要准确完整。

向学生指出有关电功电功率的计算题合理选择公式尤其重要

图1 R1 R2 教学阶段及时间分配 教 师 主 导 学 生 主 体 点 评

简答题训练 例4：一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为O.8A，电动机正常工作．(1)在求电动机正常工作l min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法 小明解W＝UIt＝2V×O.8 A×6Os＝96J 小华解：W＝I2Rt＝(O.8A)2×1Ω×60s＝38.4J 你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由．(2)求电动机正常工作lmin所转化的机械能是多少? 教师：实际上小明求出来的是电流做的功，而小华求的是电流所做的功的一部分——电热，对电动机来说的能量转化是电能转化为机械能和内能。 随着去年中考出现了简答题这种新题型，生活中与电热有关的问题也要引起我们的高度重视。其实外省市类似的题也常考到，而且我们的课本上就有好几题。 例5：电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线都不怎么热，为什么？（类似课本17页第1题） 简答题首先要认真审题，抓住“关键字”，然后能联系相关物理知识思考问题，在表述上要切合题意，语言要规范准确、简洁，请大家再思考一题 例6：小刚家电热毯的电阻线断了，他爸爸将电阻线接上后继续使用，在使用中发现接头处烧焦了。请你用学过的物理知识解释烧焦的原因。（04年大连中考题，课本第25页第3题） 通过以上的例题讲解分析，同学们对 本节内容应该有一定的掌握，下面大家一起来做几个题目强化一下刚复习的知识点。（教师巡回指导，集体错误多的题及时用投影纠错） 学生回答：小明对 因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，大部分电能转化为机械能，所以电动机工作时电功大于电热 1min内这台电动机所转化的机械能 W’=W — Q= 96J一 38.4J = 57.6 J 学生回答：因为铜导线和电炉丝串联，根据Q=I2Rt，通过的电流是相等的，但铜导线电阻比电炉丝的电阻小得多，所以电炉丝热得发红，而铜导线却不怎么热。 学生回答：把电阻线断处接上后，由于接触不良使接触处的电阻增大（或接触处形成大电阻），相同时间内电流通过该点产生的热量多，使得接点的温度很高，使接头处被烧焦了。 南京05年中考题把电功和电热进行了对比并让学生判断，加深学生对这两个物理量的理解 强调答简答题的方法、语言上的注意点 教学阶段及时间分配 教 师 主 导 学 生 主 体 点 评

（2）学生练习反馈阶段（用时13分钟） 四、小结及布置作业（用时2分钟） 1、下列计算热量的公式中哪一个是焦耳定律的普遍适用公式（ ） A、Q=UIt B、Q=U2/Rt C、Q=I2Rt D、上面三个都是 2、电炉丝坏了，去掉1/4后仍接在原电源上，在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为 （ ） A．4:3 B．3:4 C．4:1 D．1:4 3、图中a、b、c、d 是四个将有等量、等温水的相同容器，容器放入电阻丝，R a、Rb、Rc、Rd，且R a=Rc＜Rb=Rd，如图所示，问经过相同的时间，四个容器水温从高到低的顺序是 。 4、某电热器的电阻是55欧姆，把它接在电源上5分钟产生2.65×105焦的热量,则电源电压是 伏。 5、一个“220V 1000W”的电热器，在额定电压下通电15分钟， （1） 产生的热量是多少焦？ （2） 若家用电能表上标有“3000r/KWh”的字样，则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转？ （3） 若这些热量有30%被2.5千克、30℃的水吸收，在1标准大气压下，水温升高到多少℃？[水的比热是4.2×103焦/（千克·℃）] 教师对学生的归纳进行补充和评价。（可把复习提纲重放一遍） 布置中考指导书上相应的练习题 学生练习 学生对所学内容自主进行归纳 强化训练，2、3、4题练习公式的合理选择，第5题是中考热点，评讲时可选择重点讲解