第4節(jié)探究焦耳定律

1、第4節(jié)探究焦耳定律【教學目標】知識與技能1、知道電流的熱效應(yīng)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(guān) 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(guān)?！緦W過程】【創(chuàng)設(shè)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(zhuǎn)化成了什么能?總結(jié)得出：電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成熱能，這個現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。 現(xiàn)象：給電爐通電

2、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(guān)?！咀灾黝A習案】一、電流的熱效應(yīng)（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(zhuǎn)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)生的熱量跟通過導體的 正比，跟通過導體的 方成正比，跟通電 正比。2、 Q =l2Rt，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 位是，

3、計算時單位要一致！3、 研究焦耳定律時，采用和法三、電熱的利用與防止(1) 電熱器是利用電流的 9成的加熱設(shè)備，如：電熱水器、 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(diào)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(guān)？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(guān)？2、猜想引導學生進行猜想3、設(shè)計實驗問：要研究與多個因素是否有關(guān)時，我們得采用什么研究方法？(控制變量法)。 課件展示：實驗一、研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系問：實驗中要控制 _相同，使_不同。如何控制電流和

4、通電時間相同？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(jié)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(guān)系問：實驗中要控制相同，使 不同。如何改變通過導體的電流？引導學生討論實驗步驟得出結(jié)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(jié)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(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W

5、=UIt =l 2Rt =U2t.同理 P=UI=I2R=U2(2) 在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)化為其他形式的能(例如電流通過電動機，電動機轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機械能)；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱 Q=l2Rt (電樞的電阻生熱).這里W=UIt不再等 于Q=l 2Rt，應(yīng)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=UI=I 2R t=U_t ；在非純電阻電路

6、中，電功大于電熱，W>Q這時電功只能R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(nèi)阻為20 Q ,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(zhuǎn)化為機械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(zhuǎn)動，這時通過電動機的電 流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？解答(1)因為P 入=IU所以i = p =-66擊AU 220(2)電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率P 內(nèi)=I2R=0.32)電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械

7、能的功率P 機=P 入-P 內(nèi)=66 W-L電風扇正常工作時的效率n =坐X1UO庇腐66(3) 電風扇風葉被卡住后電動機不轉(zhuǎn)時可視為純電阻，通過電風扇的電流I=U .220/R 20電動機消耗的電功率P=IU=11X 220 W=2420 ?f'電動機發(fā)熱功率P 內(nèi)=I2R=112)【當堂訓練案】1、下列關(guān)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. W =Ult適用于任何電路，而W=|2Rtt只適用于純電阻的電路C在不是純電阻的電路中，Ul i2rD.焦耳熱Q =l2Rt適用于任何電路2、 一個直流電動機所加電壓為 U,電

8、流為I，線圈內(nèi)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/ RB電動機的發(fā)熱功率為I2Rc.電動機的輸出功率為iu-i 2rd.電動機的功率可寫作iu=i 2r=U/r3. 下圖電路中，電燈Li、L2都標有“ 220V, 100V” ；電燈L3、L4都標有“ 220V,40V”.將A B兩端接入電源，最暗的燈是（）A. LiB . L2C . L3D. L4中甲、乙兩個電路里，調(diào)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P甲和P乙，可以斷定（)4. 把兩個相同的電燈分別接在圖A. P甲F乙B.P甲<P乙C.P甲=巳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(shè)通過它們的電流相同（電動機正常運轉(zhuǎn)），則在相同時間內(nèi)（）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,55V”，若風扇的電動機線圈電阻為 8Q,當它正 常工作時：（